python中的命名空间作用域全局变量与局部变量

Posted 2022-05-09 非晚非晚

文章目录

• 1. 命名空间
• 2. 作用域
• 3. 全局变量与局部变量
• • （1）局部变量可以访问全局变量
  • （2）全局变量不能访问局部变量
  • （3）局部变量修改全局变量
  • （4）局部变量修改嵌套作用域
  • （5）局部变量与嵌套变量互不影响

1. 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）

变量的查找顺序为：局部的命名空间 -> 全局命名空间 -> 内置命名空间。

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。

2. 作用域

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：

1. L（Local）：最内层，包含局部变量，比如一个函数/方法内部。
2. 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。
3. G（Global）：当前脚本的最外层，比如当前模块的全局变量。
4. 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。

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。

3. 全局变量与局部变量

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。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。下面我们举例说明全局变量与局部变量不同的情况。

（1）局部变量可以访问全局变量

局部变量是可以访问全局变量的。

num = 1

def fun1():
    print(num) # num = 1

fun1()
print(num) # num = 1

（2）全局变量不能访问局部变量

全局变量访问不了局部变量的值，如果在程序中，全局变量试图访问局部变量的值，则会报错。

def fun(x):  
    y=2  
    print("乘法的运行结果：",x*y)  

num1=1  
print("初始num1=",num1)  
fun(num1)  
print("y的值是：",y)  #不能访问局部变量y，所以未定义y，报错！！！

输出：

初始num1= 1
乘法的运行结果： 2
Traceback (most recent call last):
  File "/home/liqiang/workspace/mogo/backup/myGitee/self_python/tmp_test/test.py", line 8, in <module>
    print("y的值是：",y)  
NameError: name 'y' is not defined

（3）局部变量修改全局变量

当想要使用局部变量去修改全局变量的值时，必须使用global方法。

num = 1
def fun1():
    global num  # 需要使用 global 关键字声明
    print(num) # num = 1
    num = 123
    print(num) # num = 123
fun1()
print(num) # num = 123

（4）局部变量修改嵌套作用域

如果想要 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。

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

输出：

100
100

（5）局部变量与嵌套变量互不影响

如果不使用nonlocal关键字，则局部变量与嵌套变量的定义互不影响，如下例所示。

def outer():
    num = 10
    def inner():
        num = 100
        print(num) # num = 100
    inner()
    print(num) #num = 10，互不影响，不会修改值
outer()

输出：

100
10

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参考：https://www.runoob.com/python3/python3-namespace-scope.html