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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。

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)

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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。

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。

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# 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:

  • 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。

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规则顺序: L –> E –> G –> B

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

全局、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 # 全局变量

def sum( arg1, arg2 ):
# 返回 2 个参数的和
total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量.
print ("函数内是局部变量 : ", total)
return total

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

global、nonlocal 关键字

内部作用域修改外部作用域的变量时,需要使用 global 关键字声明。反之要修改嵌套作用域(enclosing 作用域,外层非全局作用域)中的变量则需要 nonlocal 关键字。

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

outer()