python命名空间
在"python之禅"那几句话中有一句:namespace is a good thing.
python对于命名空间的处理非常简单,下面的内容不一定真实,完全是我根据现象推测出来的.
一.上来直接调用全局变量
x=[1]
def haha():
#x=[2]
x.append('baga')
haha()
print(x)
如果没有注释那句话,输出为[1];如果注释了那句话,输出为[1,'baga'].
这说明python中,有一个命名列表,从内层到外层挨个寻找,直到找到为止.即便整个命名列表中包含很多重复,那也没啥关系,因为默认为最内层的那一个.对于每一层,一个变量名只能对应一个变量,不允许存在多个变量名,即每一层作用域都相当于一个HashMap即class Namespace extends HashMap<String,Object>{}
,而多层作用域组织起来就是一个栈.Stack<Namespace>namespaceStack
.当遇到一个缩进时,向namespaceStack中插入一个Namespace结点,当退回一个缩进时,弹栈一个Namespace结点.
当查找某个变量时,从栈顶向栈底层层搜索各个Namespace,直到找到该变量名为止.
二.进入一个作用域时立即建立Namespace对象且在运行过程中不添加新元素
x = "weidiao"
def haha():
y=x.upper()
#x=y
haha()
print(x)
如果注释x=y,代码正常运行;如果不注释这句话,上述代码会报错UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment
,说x.upper()中的x无法解析.
这说明当python进入一个作用域时,会首先扫描一遍这个作用域,把变量名映射建立起来,但是它们的值都是未绑定状态.
三.告诉python我用的是全局变量
x = "weidiao"
def haha():
#global x
x='haha'
haha()
print(x)
如果注释global x,那么haha()函数中定义的x='haha'就会插入到haha的Namespace中去.如果不注释global语句,那么global x相当于告诉编译器,在本作用域内不插入x,这样一来编译器即便扫描到x=
也不会将x插入到Namespace中去.因为本作用域内没有x,所以遇到x=
这样的赋值语句时,执行的操作就相当于直接对外层变量进行操作.
如果在函数中先定义x=
,然后又把global x
就会报错,因为在执行global语句时发现没法执行.
四.global是一种指令,一种行为.它影响的是整个函数的Namespace,而不是内层的Namespace
x = "weidiao"
def haha():
for i in range(3):
global x
print(x.upper())
x='haha'
haha()
print(x)
程序输出为haha
我是在for循环作用域内声明global的,但是这个global却影响了整个函数.这表明global总是作用于函数的Namespace,于是可见Namespace也是分成很多类别的.
五.Namespace的分类
- 函数的Namespace,称为function类型的namespace
- for,if,while的Namespace,统一为block类型的namespace
- 类的Namespace,称为class类型的namespace
在java中,function的namespace不能跟block的namespace有同名元素(编译报错),function namespace可以跟class namespace有同名元素,block namespace也可以跟class namespace有重名元素.
在python中,block namespace和function namespace可以包含同名元素.一切都是简单化处理.
六.伪代码实现python中的命名作用域机制
class Namespace(set):
def __init__(self, type):
self.type = type # 定义命名空间的类型
def insert(self, name):
self[name] = unasigned # 插入一个变量名,默认它是未赋值的
class FunctionNameSpace(Namespace):
def __init__(self):
Namespace.__init__("function")
self.globalList = [] # 函数命名空间都有一个globalList
stack = Stack < Namespace > ()
def getVar(name):
for namespace in stack:
if namespace.contains(name):
return namespace[name]
raise("undefined variable %s"%name)
def processLine(line):
if line is "global sentence":
ns = stack.getTopFunctionNamespace() # 获取栈顶第一个函数命名空间
if ns.contains(line.globalName):
if ns[line.globalName].unasigned: # 如果存在这样的局部变量但是未曾赋值则删掉
ns.remove(line.globalName)
else: # 已经存在的局部变量且已赋值,则报错无法声明global
raise Exception("SyntaxWarning: name '%s' is assigned to before global" % line.globalName)
else:
ns.globalList.append(line.globalName) # 添加到全局变量表中
else:
pass
def parseFunction(src):
for line in src:
if line.indent.delta == 0:#本行缩进变化量为0
process(line)
elif line.indent.delta == 1:#本行缩进变化量为1,即多缩进了一个tab
ns = Namespace("block")
for l in line.nextLinesWithSameIndent:
if l is "assign sentence":
ns.push(l.name)
stack.push(ns)
process(line)
elif line.indent.delta < 0:#本行缩进变化量为负数,即回退了delta个,需要弹栈
for i in range(line.indent.delta, 0):
stack.pop()
process(line)
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