python基础-名称空间与作用域
一 名称空间
名称空间即存放名字与对象映射/绑定关系的地方。对于x=3，Python会申请内存空间存放对象3，然后将名字x与3的绑定关系存放于名称空间中，del x表示清除该绑定关系。
在程序执行期间最多会存在三种名称空间
1.1 内建名称空间
伴随python解释器的启动/关闭而产生/回收，因而是第一个被加载的名称空间，用来存放一些内置的名字，比如内建函数名
>>> max <built-in function max> #built-in内建 # 名称空间namespacs：存放名字的地方，是对栈区的划分 # 有了名称空间之后，就可以在栈区中存放相同的名字，详细的，名称空间 # 分为三种 # 1.1 内置名称空间 # 存放的名字：存放的python解释器内置的名字 ''' >>> print <built-in function print> >>> input <built-in function input> ''' # 存活周期：python解释器启动则产生，python解释器关闭则销毁
1.2 全局名称空间
伴随python文件的开始执行/执行完毕而产生/回收，是第二个被加载的名称空间，文件执行过程中产生的名字都会存放于该名称空间中，如下名字
import sys #模块名sys x=1 #变量名x if x == 1: y=2 #变量名y def foo(x): #函数名foo y=1 def bar(): pass Class Bar: #类名Bar pass # 全局名称空间 # 存放的名字：只要不是函数内定义、也不是内置的，剩下的都是全局名称空间的名字 # 存活周期：python文件执行则产生，python文件运行完毕后销毁 # import os # # x=10 # if 13 > 3: # y=20 # if 3 == 3: # z=30 # # # func=函数的内存地址 # def func(): # a=111 # b=222 # class Foo: # pass
1.3 局部名称空间
伴随函数的调用/结束而临时产生/回收，函数的形参、函数内定义的名字都会被存放于该名称空间中
def foo(x): y=3 #调用函数时，才会执行函数代码，名字x和y都存放于该函数的局部名称空间中 # 局部名称空间 # 存放的名字：在调用函数时，运行函数体代码过程中产生的函数内的名字 # 存活周期：在调用函数时存活，函数调用完毕后则销毁 # def func(a,b): # pass # # func(10,1) # func(11,12) # func(13,14) # func(15,16)
名称空间的加载顺序是：内置名称空间->全局名称空间->局部名称空间，而查找一个名字，必须从三个名称空间之一找到，查找顺序为：局部名称空间->全局名称空间->内置名称空间。
# 名称空间的加载顺序 # 内置名称空间>全局名称空间>局部名称空间 # 销毁顺序 # 局部名称空间>全局名空间>内置名称空间 # 名字的查找优先级：当前所在的位置向上一层一层查找 # 内置名称空间 # 全局名称空间 # 局部名称空间 # 如果当前在局部名称空间： # 局部名称空间—>全局名称空间->内置名称空间 # # input=333 # # def func(): # # input=444 # print(input) # # func() # 如果当前在全局名称空间 # 全局名称空间->内置名称空间 # input=333 # def func(): # input=444 # func() # print(input) # 示范1: # def func(): # print(x) # x=111 # # func() # 示范2：名称空间的"嵌套"关系是以函数定义阶段为准，与调用位置无关 # x=1 # def func(): # print(x) # # # def foo(): # x=222 # func() # # foo() # 示范3：函数嵌套定义 # input=111 # def f1(): # def f2(): # # input=333 # print(input) # input=222 # # f2() # # # f1() # 示范4： # x=111 # def func(): # print(x) # # x=222 # # func()
二 作用域
2.1 全局作用域与局部作用域
按照名字作用范围的不同可以将三个名称空间划分为两个区域：
- 全局作用域:位于全局名称空间、内建名称空间中的名字属于全局范围，该范围内的名字全局存活（除非被删除，否则在整个文件执行过程中存活）、全局有效（在任意位置都可以使用）；
- 局部作用域:位于局部名称空间中的名字属于局部范围。该范围内的名字临时存活（即在函数调用时临时生成，函数调用结束后就释放）、局部有效（只能在函数内使用）。
# 全局作用域：内置名称空间、全局名称空间 # 1、全局存活 # 2、全局有效:被所有函数共享 # x=111 # # def foo(): # print(x,id(x)) # # def bar(): # print(x,id(x)) # # foo() # bar() # print(x,id(x)) # 局部作用域: 局部名称空间的名字 # 1、临时存活 # 2、局部有效:函数内有效 # def foo(x): # def f1(): # def f2(): # print(x) # LEGB # # builtin # # global # def f1(): # # enclosing # def f2(): # # enclosing # def f3(): # # local # pass
2.2 作用域与名字查找的优先级
在局部作用域查找名字时，起始位置是局部作用域，所以先查找局部名称空间，没有找到，再去全局作用域查找：先查找全局名称空间，没有找到，再查找内置名称空间，最后都没有找到就会抛出异常
x=100 #全局作用域的名字x def foo(): x=300 #局部作用域的名字x print(x) #在局部找x foo()#结果为300
在全局作用域查找名字时，起始位置便是全局作用域，所以先查找全局名称空间，没有找到，再查找内置名称空间，最后都没有找到就会抛出异常
x=100 def foo(): x=300 #在函数调用时产生局部作用域的名字x foo() print(x) #在全局找x,结果为100
提示：可以调用内建函数locals()和globals()来分别查看局部作用域和全局作用域的名字，查看的结果都是字典格式。在全局作用域查看到的locals()的结果等于globals()
Python支持函数的嵌套定义，在内嵌的函数内查找名字时，会优先查找自己局部作用域的名字，然后由内而外一层层查找外部嵌套函数定义的作用域，没有找到，则查找全局作用域
x=1 def outer(): x=2 def inner(): # 函数名inner属于outer这一层作用域的名字 x=3 print('inner x:%s' %x) inner() print('outer x:%s' %x) outer() #结果为 inner x:3 outer x:2
在函数内，无论嵌套多少层，都可以查看到全局作用域的名字，若要在函数内修改全局名称空间中名字的值，当值为不可变类型时，则需要用到global关键字
x=1 def foo(): global x #声明x为全局名称空间的名字 x=2 foo() print(x) #结果为2
当实参的值为可变类型时，函数体内对该值的修改将直接反应到原值，
num_list=[1,2,3] def foo(nums): nums.append(5) foo(num_list) print(num_list) #结果为 [1, 2, 3, 5]
对于嵌套多层的函数，使用nonlocal关键字可以将名字声明为来自外部嵌套函数定义的作用域（非全局）
def f1(): x=2 def f2(): nonlocal x x=3 f2() #调用f2(),修改f1作用域中名字x的值 print(x) #在f1作用域查看x f1() #结果 3
nonlocal x会从当前函数的外层函数开始一层层去查找名字x，若是一直到最外层函数都找不到，则会抛出异常。
# 示范1： # x=111 # # def func(): # x=222 # # func() # print(x) # 示范2：如果再局部想要修改全局的名字对应的值（不可变类型），需要用global # x=111 # # def func(): # global x # 声明x这个名字是全局的名字，不要再造新的名字了 # x=222 # # func() # print(x) # 示范3： # l=[111,222] # def func(): # l.append(333) # # func() # print(l) # nonlocal(了解): 修改函数外层函数包含的名字对应的值（不可变类型） # x=0 # def f1(): # x=11 # def f2(): # nonlocal x # x=22 # f2() # print('f1内的x：',x) # # f1() # def f1(): # x=[] # def f2(): # x.append(1111) # f2() # print('f1内的x：',x) # # f1()