Python-命名空间和变量作用域详解（global、nonlocal）

目录

上篇文章思考题

命名空间

作用域

全局变量与局部变量

就近原则

只读问题

关键字

全部代码

总结

思考题

---

上篇文章思考题

Python-函数基础总结与内置函数

1.

def plus(*args):
    return sum(args)
 
 
print(plus(1, 2, 3))
print(plus(2, 4, 6, 8, 10))

结果：

6

30

2.

def power(x=2, n):
    return x ** n

结果：

    def power(x=2, n):
             ^
SyntaxError: non-default argument follows default argument

注意：有默认值的参数必须在无默认值参数的后面

可写为：

def power(n, x=2):
    return x ** n

对于包含 参数有默认值的 函数，而且已经调用了，不易改动，不方便添加不含默认值的参数，保证健壮性，只能添加默认值。

power(x,n=2)添加y参数时power(x,n=2,y)是不对的，只能是power(x,n=2,y=None)，y可以赋值为其他默认值。

命名空间

命名空间（namespace ）是一个从名字到对象的映射，当前，大部分命名空间都由 Python 字典实现。

同命名空间中的名称之间绝对没有关系，例如，两个不同的模块都可以定义一个 maximize 函数而不会产生混淆，当然，模块的用户必须在其前面加上模块名称。类似一个文件夹内不能有重复名称的文件，但是，不同的文件夹内可以有相同名称的文件。

在不同时刻创建的命名空间拥有不同的生存期。包含内置名称的命名空间是在 Python 解释器启动时创建的，永远不会被删除。

模块的全局命名空间在模块定义被读入时创建，通常，模块命名空间也会持续到解释器退出。

作用域

一个 作用域 是一个命名空间可直接访问的 Python 程序的文本区域。 这里的 “可直接访问” 意味着对名称的非限定引用（非限定引用就是你没加关键字，Python默认情况下）会尝试在命名空间中查找名称。

• 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。

搜索顺序：L –> E –> G –>B

接下来我们就不说B了，随时都能访问，应该没有什么疑惑。

全局变量与局部变量

我们定义一个全局变量name，Show函数中定义一个局部变量name。

name = 'lady_killer'


def Show():
    university = 'BUPT'

    def show_nonlocal():
        print('show_nonlocal:', university)
        print('show_nonlocal:', name)

    def show_global():
        print('show_global:', university)
        print('show_global:', name)

    show_nonlocal()
    show_global()
    print('local:', university)


# NameError: name 'university' is not defined
# print(university)
Show()
print('gloabal:', name)

结果：

show_nonlocal: BUPT
show_nonlocal: lady_killer
show_global: BUPT
show_global: lady_killer
local: BUPT
gloabal: lady_killer

当然，局部作用域外不能访问局部变量

Traceback (most recent call last):
  File "learnarea.py", line 28, in
    print(university)
NameError: name 'university' is not defined

就近原则

接下来我们就看看同名的情况。

我们对show函数进行一下修改，在局部作用域增加同名的变量。

def Show():
    university = 'BUPT'
    name = 'YuBo'

    def show_nonlocal():
        university = 'bupt'
        name = 'frankyu'
        print('show_nonlocal:', university)
        print('show_nonlocal:', name)

    def show_global():
        print('show_global:', university)
        print('show_global:', name)

    show_nonlocal()
    show_global()
    print('local:', university)

结果：

show_nonlocal: bupt
show_nonlocal: frankyu
show_global: BUPT
show_global: YuBo
local: BUPT
gloabal: lady_killer

可以看到按照L->E->G顺序查找，即就近原则。

只读问题

我们尝试增加一个全局变量num，并在函数内进行复合的赋值操作，关于操作符可查看Python-操作符总结（逻辑、位、算术、比较、赋值操作符及操作符优先级）。

num = 1


def Show():
    university = 'BUPT'
    name = 'YuBo'
    # UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment
    num += 1

结果：

Traceback (most recent call last):
  File "learnarea.py", line 35, in
    Show()
  File "learnarea.py", line 16, in Show
    num += 1
UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment

num += 1，即 num = num + 1，在找后面的num时没有去全局变量寻找，而是认为局部变量，但是我们没有定义局部变量num，所以就是赋值前引用，如果我们在num+=1前使用num=2之类的进行定义num，就不会出错了，但如果我们想使用全局变量该怎么办呢？请继续看。

关键字

global关键字用于使用全局变量

nonlocal关键字用于使用嵌套外部函数变量

def Show():
    university = 'BUPT'
    global name
    name += 'YuBo'

    # UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment
    # num += 1
    def show_nonlocal():
        nonlocal university
        university += 'bupt'
        name = 'frankyu'
        print('show_nonlocal:', university)
        print('show_nonlocal:', name)

    def show_global():
        print('show_global:', university)
        print('show_global:', name)

结果：

show_nonlocal: BUPTbupt
show_nonlocal: frankyu
show_global: BUPTbupt
show_global: lady_killerYuBo
local: BUPTbupt
gloabal: lady_killerYuBo

全部代码

"""
--coding:utf-8--
@File: learnarea.py
@Author:frank yu
@DateTime: 2020.10.23 15:00
@Contact: [email protected]
@Description: 学习变量作用域
"""
name = 'lady_killer'
num = 1


def Show():
    university = 'BUPT'
    global name
    name += 'YuBo'

    # UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment
    # num += 1
    def show_nonlocal():
        nonlocal university
        university += 'bupt'
        name = 'frankyu'
        print('show_nonlocal:', university)
        print('show_nonlocal:', name)

    def show_global():
        print('show_global:', university)
        print('show_global:', name)

    show_nonlocal()
    show_global()
    print('local:', university)


# NameError: name 'university' is not defined
# print(university)
Show()
print('gloabal:', name)

总结

• 局部作用域外不能访问局部变量
• 非限定引用下，按照L->E->G顺序查找，即就近原则
• 非限定引用下，无法在局部对全局变量进行修改
• 如果要修改局部外的变量，可以使用global、nonlocal分别对全局变量和嵌套外部函数的变量进行修改
• 建议不在局部使用和外部相同的变量名称

思考题

以下代码。结果是什么？

send_packet = 56


def test(i):
    global send_packet
    if i > 5:
        send_packet = 1
    return send_packet


print(test(2))
print(test(6))

如果是这样呢？

send_packet = 56


def test(i):
    global send_packet
    if i > 5:
        send_packet = 1
    return send_packet


print(test(6))
print(test(2))

答案见：Python-面向对象编程总结（类、对象、派生、继承、方法、内置函数等）

更多python相关内容：【python总结】python学习框架梳理

本人b站账号:lady_killer9

有问题请下方评论，转载请注明出处，并附有原文链接，谢谢！如有侵权，请及时联系。如果您感觉有所收获，自愿打赏，可选择支付宝18833895206（小于），您的支持是我不断更新的动力。