Python 作用域



Python 作用域

搞懂Python程序的作用域

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。

Python 作用域_https://bianchenghao6.com_【Python3 教程】_第1张

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)
Python 作用域_https://bianchenghao6.com_【Python3 教程】_第2张

命名空间查找顺序为:局部的命名空间去 -> 全局命名空间 -> 内置命名空间。
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。

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 –>gt; 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 作用域_https://bianchenghao6.com_【Python3 教程】_第3张

 a_name = 1  # 全局作用域 
def outer():
    b_name = 2 # 闭包函数外的函数中
    def inner():
        c_name = 3 # 局部作用域

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:
 total = 0
def sum( arg1, arg2 ):
    total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量.
    print("函数内是局部变量 : ", total)
    return total

sum( 10, 20 )
print ("函数外是全局变量 : ", total)

执行结果:
函数内是局部变量 : 30
函数外是全局变量 : 0

global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关键字了。如果使用 global 关键字,则该变量属于全局范围
 x = 100
def sum():
    global x
    x = 200
sum()
print (x)

执行结果:
200

nonlocal关键字

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:
 def outer():
    num = 10
    def inner():
        nonlocal num # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print (num)

    inner()
    print (num)
outer()

执行结果:
100
100100