如何访问Python函数内的变量？函数变量存储在内存什么位置？

以下内容基于CPython解释器实现说明：
函数内部的局部变量既不存储在globals()对应的全局命名空间，也不存储在函数对象的__dict__属性中：

• 函数处于运行状态时，CPython会为其创建独立的栈帧（frame object），局部变量默认存储在栈帧的快速访问数组中，只有调用栈帧的f_locals属性时，才会将局部变量同步到字典结构中供访问。
• 函数执行结束后，对应的栈帧会被自动销毁，栈帧持有的局部变量引用会被释放：如果对应对象没有其他引用，就会被垃圾回收机制回收，原内存地址会被重新分配。

globals()存储的是模块级全局命名空间，仅保存模块顶层定义的对象；函数的__dict__是函数对象自身的属性字典，仅用来存储手动绑定到函数对象上的自定义属性，二者和函数运行时的内部局部变量完全无关，自然找不到目标变量。

你测试时两次调用reveal()打印出me的id完全相同，本质是Python的字符串驻留机制导致的："where"属于短字符串，会被CPython全局缓存驻留，两次创建都会指向同一个内存地址，和函数局部变量是否持久存储没有关系。

遵循Python标准作用域规则时，函数外部无法直接访问函数运行时的局部变量，核心原因就是函数执行结束后栈帧销毁，局部变量的引用就不存在了。

如果确实需要访问，仅在特定场景下可以通过以下方式实现，注意这些方式不属于常规业务开发的推荐写法：

• 持有函数运行时的栈帧对象：可以通过sys._getframe()在函数内部获取当前栈帧并返回，外部可以通过栈帧的f_locals字典访问对应局部变量，只要栈帧对象被持有，对应局部变量就不会被垃圾回收，示例代码：

import sys
def reveal():
    me = "where"
    # 返回当前函数的栈帧对象
    return sys._getframe()

frame = reveal()
print(frame.f_locals["me"])  # 输出 where

• 闭包场景下访问自由变量：如果局部变量被嵌套函数引用形成闭包，变量会被包装为cell对象存储在嵌套函数的__closure__属性中，可以通过cell_contents属性访问，示例代码：

def outer():
    me = "where"
    def inner():
        return me
    return inner

inner_func = outer()
# __closure__是元组，按顺序对应闭包引用的自由变量
print(inner_func.__closure__[0].cell_contents)  # 输出 where

你用ctypes.c_long.from_address(memory_address)直接读内存地址的操作非常危险：

• 这种写法完全绕过了Python的内存管理机制，属于未定义行为：如果对应内存已经被GC回收并分配给其他对象，读到的是完全无意义的脏数据，如果尝试写入值，会直接导致Python解释器崩溃。
• 你读出来的值为1，本质是因为CPython对象内存布局的第一个字段是引用计数ob_refcnt，你读取的是对象的引用计数值，不是变量本身的内容。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alex