名称空间与作用域

目录

• 名称空间(掌握)
  • 内置名称空间
  • 全局名称空间
  • 局部名称空间
  • 加载顺序
  • 查找顺序
• 作用域(掌握)
  • 全局作用域
  • 局部作用域
  • 注意点
  • 函数对象+作用域应用
• 补充知识点(了解)
  • global关键字
  • nonlocal关键字
  • 注意点

函数内部的函数只能在函数内部调用，不能在函数外部调用，通过接下来的学习你将会知道为什么会出现这种情况。

def f1():
    def f2():
        print('from f2')
    f2()

f2()  # NameError: name 'f2' is not defined

名称空间（name spaces）：在内存管理那一章节时，我们曾说到变量的创建其实就是在内存中开辟了一个新的空间。但是我们一直在回避变量名的存储，其实在内存中有一块内存存储变量名与变量间的绑定关系的空间，而这个空间称为名称空间。

内置名称空间

内置名称空间：存放Pyhton解释器自带的名字，如int、float、len

生命周期：在解释器启动时生效，在解释器关闭时失效

全局名称空间

全局名称空间：除了内置和局部的名字之外，其余都存放在全局名称空间，如下面代码中的x、func、l、z

生命周期：在文件执行时生效，在文件执行结束后失效

x = 1


def func():
    pass


l = [1, 2]

if 3 > 2:
    if 4 > 3:
        z = 3

局部名称空间

局部名称空间：用于存放函数调用期间函数体产生的名字，如下面代码的f2

生命周期：在文件执行时函数调用期间时生效，在函数执行结束后失效

def f1():
    def f2():
        print('from f2')
    f2()

f1() 

加载顺序

由于.py文件是由Python解释器打开的，因此一定是在Python解释器中的内置名称空间加载结束后，文件才开始打开，这个时候才会产生全局名称空间，但文件内有某一个函数被调用的时候，才会开始产生局部名称空间，因此名称空间的加载顺序为：内置--》全局--》局部。

查找顺序

由于名称空间是用来存放变量名与值之间的绑定关系的，所以但凡要查找名字，一定是从三者之一找到，查找顺序为：
从当前的所在位置开始查找，如果当前所在的位置为局部名称空间，则查找顺序为：局部--》全局--》内置。

x = 1
y = 2
len = 100


def func():
    y = 3
    len = 1000
    print(f"y: {y}")
    print(f"len: {len}")
    # print(a)  # NameError: name 'a' is not defined


func()

y: 3
len: 1000

x = 1


def func():
    print(x)


x = 10
func()

10

域指的是区域，作用域即作用的区域。

全局作用域

全局作用域：全局有效，全局存活，包含内置名称空间和全局名称空间。

# 全局作用域
x = 1


def bar():
    print(x)


bar()

1

局部作用域

局部作用域：局部有小，临时存储，只包含局部名称空间。

# 局部作用域
def f1():
    def f2():
        def f3():
            print(x)
        x = 2
        f3()
    f2()


f1()

2

注意点

需要注意的是：作用域关系在函数定义阶段就固定死了，与函数的调用无关。

# 作用域注意点
x = 1


def f1():  # 定义阶段x=1
    print(x)


def f2():
    x = 2
    f1()


f2()

1

函数对象+作用域应用

# 作用域应用
def f1():
    def inner():
        print('from inner')
    return inner


f = f1()  # 把局部定义的函数放在全局之中


def bar():
    f()


bar()

from inner

global关键字

修改全局作用域中的变量。

x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        #         global x  # 修改全局
        x = 3
    f2()


f1()
print(x)

1

x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        global x  # 修改全局
        x = 3
    f2()


f1()
print(x)

3

nonlocal关键字

修改局部作用域中的变量。

x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        #         nonlocal x
        x = 3

    f2()
    print(x)


f1()

2

x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        nonlocal x
        x = 3

    f2()
    print(x)


f1()

3

注意点

1. 在局部想要修改全局的可变类型，不需要任何声明，可以直接修改。
2. 在局部如果想要修改全局的不可变类型，需要借助global声明，声明为全局的变量，即可直接修改。

lis = []


def f1():
    lis.append(1)


print(f"调用函数前: {lis}")
f1()
print(f"调用函数后: {lis}")

调用函数前: []
调用函数后: [1]