Python 命名空间和作用域

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一、Python 命名空间和作用域

• 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。
  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，所以一个命名空间中不能有重名，但不同的命名空间是可以重名而没有任何影响。
  我们举一个计算机系统中的例子，一个文件夹(目录)中可以包含多个文件夹，每个文件夹中不能有相同的文件名，但不同文件夹中的文件可以重名。
  

• 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）
  

• 命名空间查找顺序:
  假设我们要使用变量 runoob，则 Python 的查找顺序为：局部的命名空间 -> 全局命名空间 -> 内置命名空间。
  如果找不到变量 runoob，它将放弃查找并引发一个 NameError 异常:

NameError: name ‘runoob’ is not defined。

• 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。
  因此，我们无法从外部命名空间访问内部命名空间的对象。

# var1 是全局名称
var1 = 5
def some_func():
 
    # var2 是局部名称
    var2 = 6
    def some_inner_func():
 
        # var3 是内嵌的局部名称
        var3 = 7

• 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。
  Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
  变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python 的作用域一共有4种，分别是：
  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。
  规则顺序： 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。
  

g_count = 0  # 全局作用域
def outer():
    o_count = 1  # 闭包函数外的函数中
    def inner():
        i_count = 2  # 局部作用域

内置作用域是通过一个名为 builtin 的标准模块来实现的，但是这个变量名自身并没有放入内置作用域内，所以必须导入这个文件才能够使用它。在Python3.0中，可以使用以下的代码来查看到底预定义了哪些变量:

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，如下代码：
实例中 msg 变量定义在 if 语句块中，但外部还是可以访问的。
如果将 msg 定义在函数中，则它就是局部变量，外部不能访问：
报错的信息上看，说明了 msg_inner 未定义，无法使用，因为它是局部变量，只有在函数内可以使用。

• 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。如下实例：
  
• global 和 nonlocal关键字
  当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到 global 和 nonlocal 关键字了。
  以下实例修改全局变量 num：
  
  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，如下实例：
  
  另外有一种特殊情况，假设下面这段代码被运行：
  错误信息为局部作用域引用错误，因为 test 函数中的 a 使用的是局部，未定义，无法修改。
  修改 a 为全局变量：

也可以通过函数参数传递：

来自“https://www.runoob.com/python3/python3-namespace-scope.html”

总结

春日游，杏花吹满头，陌下谁家少年，足风流