Python名称空间与作用域

名称空间：

• 存放名字与值的关系的空间

• 在python解释器开始执行, 就会在内存中开辟一个空间, 每当遇到一个变量的时候, 就把变量名和值之间的关系记录下来,

• 当遇到函数定义的时候, 解释器只是把函数名读入内存, 并检查语法是否正确，表示这个函数存在了, 至于函数内部的变量和逻辑, 解释器是不关心的。

• 只有当函数被调用和访问的时候, 解释器才会根据函数内部声明的变量来进行开辟变量的内部空间.

内置名称空间：

• 存放Python解释器内置的名字，如input，print，list等
• 存活周期：Python解释器启动则产生，Python解释器关闭则销毁

全局命名空间:

• 运行代码伊始所产生的名字，或者说不是函数内定义、也不是内置的剩下的都是全局名称空间
• 存活周期：Python文件执行产生，文件执行结束销毁

临时名称空间：

• 在函数体的运行中开辟的临时的空间，也叫做局部命名空间，同一个函数调用多次会产生多个局部名称空间。
• 存活周期：函数体执行时产生，函数运行结束，这个空间也会清空

加载到内存的顺序：

• 1.内置名称空间

• 2.全局名称空间

• 3.临时名称空间

取值顺序：（就近原则：LEGB原则）单向不可逆

• （从局部开始找时）局部名称空间 --> 全局名称空间 --> 内置名称空间

input = 333
print(input) # 此时是从全局开始取值,input()函数则不会被查找到
# 333

LEGB原则：

• local本地 --> enclosed嵌套函数的外层函数内部 --> global全局 --> buildin内置

def func():
    print(x)

x = 111
func()		# 局部没有则在全局查找,在函数执行前x被赋值,所以并不会报错
# 111


x = 1
def func():
    print(x)
    
def foo():
    x = 222
    func()

foo()		# 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
#  1		


input = 111
def f1():
    def f2():
        input = 333
        print(input)
    input = 222
    f2()
f1()			# 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
#  333

注：名称空间实际上是相互独立的一个个空间，并没有包含关系,嵌套关系仅为了帮助理解

作用域：

• 变量的生效范围，分为全局作用域和局部作用域

全局作用域：

• 内置名称空间，全局名称空间，在整个文件的任何位置都可以执行（遵循从上到下逐行执行）

局部作用域：

• 局部名称空间，在函数内部可以使用。
• 局部作用域可以引用全局作用域的变量，但不可改变：
  • 因为当Python读取到局部作用域时，发现对变量进行了更改，
    解释器会认为这个变量在局部已经定义，就会从局部名称空间寻找这个变量，
    然而局部空间并没有定义这个变量，所以报错。

count = 1
def func():
	count = 100  # 这是在局部名称空间重新创建变量count，并非修改了全局名称空间的count
	print(count)
func()
# 100

count = 1
def func():
    count += 1		# 不可更改
    print(count)
func()
#  local variable ‘count‘ referenced before assignment

高阶函数：

• 函数内嵌套函数。

作用域相关的内置函数：

• globals():返回的是字典，里面的键值对为全局作用域的所有内容

print(globals())

• locals():返回的是字典，里面的键值对为当前作用域的所有内容

print(globals())

函数中变量引用的坑：

• 在函数中，如果你定义了一个变量，但是在定义之前引用了此变量，那么解释器会认为，语法错误。应该在引用之前先定义。

count = 1
def func():
    print(count)     
    count = 2
func() 
#  local variable ‘count‘ referenced before assignment

关键字：

• global：
  • 在局部作用域声明一个全局变量。
  • 如果局部想要修改全局的名字对应的值（不可变数据类型），也需要用global。

?

name = ‘杜甫‘
def func():
    global name    	 # 变量赋值前先声明name是全局名称，不要再造新名称
    name = ‘李白‘		
func()             	 # 函数调用后，函数内声明的全局变量才生效
print(name)
#  李白

?

• 如果局部想要修改全局的名字对应的值（可变类型）,则不需要global：

l1 = [111,222]
def func():
    l1.append(333)

func()
print(l1)
# [111, 222, 333]

• nonlocal：
  • 在嵌套函数中，内层函数对上一层函数内名称的修改（不可变类型），需要nonlocal
  • nonlocal的使用必须是内层函数对非全局的外层函数，如果外层函数没有找到被声明的名称，则会报错

x = 0
def f1():
    x = 11		# 如果f1内的x注释掉，nonlocal则报错
    def f2():
        nonlocal x
        x = 22
    f2()
    print(‘f1内的x:‘,x)
f1()
# f1内的x: 22


x = 0
def f1():
    x = [11,]		
    def f2():
        x.append(22)		# 如果是可变类型则不需要nonlocal,可直接修改
    f2()
    print(‘f1内的x:‘,x)
f1()
# f1内的x: [11, 22]