python进阶之命名空间与作用域

命名空间 Namespace

Namespace命名空间，命名空间是一个字典（dictionary），它的键就是变量名，它的值就是那些变量的值。命名空间的一大作用是避免名字冲突。

python使用命名空间记录变量的轨迹。python中有三个命名空间：

命名空间	名称	记录数据
函数的命名空间	局部命名空间 （local namespace）	记录了函数的参数和局部定义的变量
模块的命名空间	全局命名空间 (global namespace)	记录了模块的变量，包括函数，类，其他导入的模块，模块级的变量和常量
内置命名空间	内置命名空间 (build-in)	存放内置的函数和异常，例如：abs()

内置函数 locals(),返回当前函数的局部命名空间

x = 100

def fun():
    a = 1
    b = 2
    print locals()
    return a+b

fun()
结果：
{'a': 1, 'b': 2}

　　

内置函数globals()，返回当前模块的全局命名空间

x = 100

def fun():
    a = 1
    b = 2
    print locals()
    return a+b

fun()
print globals()

结果：
{'a': 1, 'b': 2}
{'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__file__': 'locals.py', '__package__': None, 'x': 100, 'fun': <function fun at 0x7fb18df93668>, '__name__': '__main__', '__doc__': None}

　　

命名空间查找顺序

当代码要使用变量x的值时，Python解释器回到所有可用的命名空间去查找变量，顺序：

1. 局部命名空间：当前函数或者类的方法。如果函数定义了一个局部变量x，解释器使用它，停止搜索。
2. 在父函数或嵌套的命名空间中搜索
3. 全局命名空间，搜索当前的模块，如果模块定义了名为x的变量，函数，或者类，解释器使用它。
4. 内置命名空间：对每个模块都是全局的，作为最后的尝试，python将假设x为内置函数或变量。
5. 如果 Python 在这些名字空间找不到 x，它将放弃查找并引发一个 NameError 异常，如，NameError: name 'aa' is not defined。

命名空间的生命周期

1. 内置命名空间，python解释器启动时创建，退出时销毁
2. 全局命名空间，模块定义被解释器读入时创建，解释器退出时销毁
3. 局部命名空间，函数调用时创建，函数返回或者异常时销毁

def fun():
    a = 1

fun()
print a

Traceback (most recent call last):
File "find_namespce.py", line 6, in <module>
    print a
NameError: name 'a' is not defined

　　

作用域

作用域针对变量而言，指申明了变量在程序里的可应用范围。只有函数，类，模块会产生作用域，代码块不会产生作用域。例如for循环，if判断都不产生作用域。

作用域可以划分成4类：

1. 局部作用域
2. 嵌套作用域
3. 全局作用域
4. 内建作用域

作用域链

python中作用域链，变量会由内到外去找，先去自己的作用域找，自己没有在去上级去找，一直到找不到报错。

特性：

函数未执行之前，作用域已经形成，作用域链也生成了

name = "lzl"

def f1():
    print(name)

def f2():
    name = "eric"
    f1()
f2()

　　

这里有解释

#在f2中执行f1时，f1的作用域链已经形成，向上级找，name为lzl。

全局变量和局部变量

全局变量：所有函数之外定义的变量

局部变量：函数内部定义的变量 或者类，模块里的变量

全局变量和局部变量使用：

函数内部的变量名如果第一次出现，且出现在=前面，即被视为定义了一个局部变量，不管全局域中有没有该变量名，函数中使用的将是局部变量。

(即声明了一个新的局部变量。如果这个变量名字和全部变量名字相同，那么局部变量名字会覆盖全局变量名字。)

b = 2

def fun():

    a = 1
    b = 10
    print locals()
    print a
    print b

fun()
print globals()

{'a': 1, 'b': 10}
1
10
{'b': 2, '__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__file__': 'find_namespce.py', '__package__': None, 'fun': <function fun at 0x7fb7bda1d668>, '__name__': '__main__', '__doc__': None}

　　

局部变量如何使用全局变量：

[关键字 global]

#[demo1]

Num = 100
def func():
    global Num  #声明这个Num是全局。如果全局变量已经有这个Num变量那就是指的它 如果全局没这个Num那就新定义一个全局变量。
    Num  = 200  #凡是在函数内部Num始终是指全局变量。这里不可能有个局部变量叫Num的。
    print(Num )  

func()
print(Num ) #输出200 说明修改的就是全局变量啊

　　

#[demo2]

def func():
    global Num  #声明这个Num是全局的哦。而且恰恰是此时没有一个全局变量是Num。那么如果全局没这个Num那就新定义一个Num的全局变量。
    Num  = 200
    print(Num )  

func()
print(Num ) #输出200 说明新定义了一个全局变量Num

如果不是明显要局部变量和全局变量互相操作能不纠缠就不纠缠。也就是定义变量名字的时候 要严格规范。按照开发规范来定义名字。全局大写或者加上“_”开头，这是避免不必要问题的根本消灭问题。如果实在是场景需求 局部要操作修改赋值全局变量。那就使用global。