Python学习笔记20_命名空间和作用域

Python学习笔记20_命名空间和作用域

1、命名空间

• 命名空间(Namespace)是从名称到对象的映射，大部分的命名空间都是通过 Python 字典来实现的。（官方文档翻译）

• 命名空间提供了在项目中避免名字冲突的一种方法。各个命名空间是独立的，没有任何关系的

• 同一个命名空间内不能有重复的名称，不同的命名空间可以有重复的名称而没有任何影响

• 一般有三种命名空间：

  • 内置名称（built-in names）， Python 语言内置的名称，比如函数名 abs、char 和异常名称 BaseException、Exception 等等。
  • 全局名称（global names），模块中定义的名称，记录了模块的变量，包括函数、类、其它导入的模块、模块级的变量和常量。
  • 局部名称（local names），函数中定义的名称，记录了函数的变量，包括函数的参数和局部定义的变量。（类中定义的也是）

  这三种命名空间的范围：内置命名空间 > 全局命名空间 > 局部命名空间

1.1、命名空间的查找顺序

• 假设要使用变量 a，则 Python 的查找顺序为：局部的命名空间去 -> 全局命名空间 -> 内置命名空间。
• 如果找不到变量 a，它将放弃查找并抛出一个 NameError 异常:

NameError: name 'a' is not defined。

1.2、命名空间的生命周期

• 命名空间的生命周期取决于对象的作用域，如果对象执行完成，则该命名空间的生命周期就结束。
• 无法从外部命名空间访问内部命名空间的对象。

2、作用域

• 作用域就是一个 Python 程序可以直接访问命名空间的正文区域。
• 在一个 python 程序中，直接访问一个变量，会从内到外依次访问所有的作用域直到找到，否则会报未定义的错误。
• 有四种作用域：
  • L（Local）：最内层，包含局部变量，比如一个函数/方法内部。
  • E（Enclosing）：包含了非局部(non-local)也非全局(non-global)的变量。比如两个嵌套函数，一个函数（或类） A 里面又包含了一个函数 B ，那么对于 B 中的名称来说 A 中的作用域就为 nonlocal。
  • G（Global）：当前脚本的最外层，比如当前模块的全局变量。
  • B（Built-in）： 包含了内建的变量/关键字等，最后被搜索。
• 搜索顺序： L –> E –> G –> B。在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内置中找。
• Python 中只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会引入新的作用域，其它的代码块（如 if/elif/else/、try/except、for/while等）是不会引入新的作用域的，也就是说这些语句内定义的变量，外部也可以访问：

>>> if True:
...  msg = 'I am from Runoob'
... 
>>> msg
'I am from Runoob'
>>> 

2.1、全局变量和局部变量

• 定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域。
• 局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。

2.2、global 和 nonlocal关键字

• 当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就需要用到 global 和 nonlocal 关键字：

num = 1
def fun1():
    global num  # 需要使用 global 关键字声明
    print(num) 
    num = 123
    print(num)
fun1()
print(num)

'''
输出结果：
1
123
123
'''

# 如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字了
def outer():
    num = 10
    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)
outer()


'''
输出结果：
100
100
'''