为何IPython交互式环境可动态创建类，模块调用却失败？

为何交互式环境中代码可行： #

In [1]: def new_class(klass):
   ...:    globals()[klass] = type(klass, (object,), {})
   ...:    

In [2]: new_class('AA')

In [3]: AA()
Out[3]: <__main__.AA at 0x7f5629c5ddc0>

但从模块调用时却失效： #

In [4]: from maker import *

In [5]: new_class2??
Signature: new_class2(klass)
Docstring: <no docstring>
Source:   
def new_class2(klass):
        globals()[klass] = type(klass, (object,), {})
File:      /my/py38/seq2struct/lib/maker.py
Type:      function

In [6]: new_class2('AB')

In [7]: AB()
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
Input In [7], in <cell line: 1>()
----> 1 AB()

NameError: name 'AB' is not defined

核心疑问 #

为何在IPython交互式环境中可通过上述方式动态创建类并实例化，而从模块调用相同逻辑的函数时，却无法访问动态创建的类？

• globals()的作用域本质：
  globals()返回的是函数定义所在模块的全局命名空间字典，和调用该函数的上下文无关。

  • 交互式环境中，new_class定义在__main__模块（IPython主环境），globals()操作的就是当前环境的命名空间，所以创建的AA直接出现在当前环境，能直接访问。
  • 当new_class2定义在maker.py模块时，globals()指向的是maker模块的命名空间，调用new_class2('AB')后，AB类实际上被存在了maker模块里，而非当前调用的__main__环境，自然会报NameError。

• 验证与临时解决方法：
  要访问这个动态创建的类，需要从maker模块中获取：

  # 方式1：直接导入
  from maker import AB
  AB()
  
  # 方式2：引用模块属性
  import maker
  maker.AB()
  

• 让函数在调用者环境创建类的方法：
  如果想让函数在调用它的命名空间里生成类，不能用globals()，可以通过inspect模块获取调用栈的上下文：

  import inspect
  
  def new_class2(klass):
      # 获取调用者的全局命名空间
      caller_globals = inspect.currentframe().f_back.f_globals
      caller_globals[klass] = type(klass, (object,), {})
  

  此时调用new_class2('AB')，AB会被直接添加到当前调用环境的命名空间，就能直接用AB()实例化。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sten