【2020Python修炼记17】Python语法入门—名称空间和作用域

【目录】

一、名称空间

1. 内置名称空间

2. 全局名称空间

3. 局部名称空间

二、作用域

1. 全局作用域与局部作用域

2. 作用域与名字查找的优先级

 

一、名称空间

名称空间(namespacs) :存放名字的地方,是对栈区的划分

有了名称空间之后,就可以在栈区中存放相同的名字,详细的名称空间分为三种:内置名称空间,全局名称空间,局部名称空间


 L —— Local(function);函数内的名字空间
E —— Enclosing function locals;外部嵌套函数的名字空间(例如closure)
G —— Global(module);函数定义所在模块(文件)的名字空间
B —— Builtin(Python);Python内置模块的名字空间 

# builtin  B —— Builtin(Python);Python内置模块的名字空间 
# global   G —— Global(module);函数定义所在模块(文件)的名字空间
def f1():
    # enclosing  E —— Enclosing function locals;外部嵌套函数的名字空间(例如closure)
    def f2():
        # enclosing  E —— Enclosing function locals;外部嵌套函数的名字空间(例如closure)
        def f3():
            # local  L —— Local(function);函数内的名字空间
            pass

 

1、内置名称空间

 # 存放的名字:存放的是python解释器内置的名字

# 存活周期:python解释器启动则产生,python解释器关闭则销毁

# 在Python解释器内:
'''
>>> print
<built-in function print>
>>> input
<built-in function input>
'''

 

2、全局名称空间

# 存放的名字:只要不是函数内定义、也不是内置的剩下的都是全局名称空间的名字
# 存活周期:python文件执行则产生,python文件运行完毕后销毁

 即 伴随python文件的开始执行/执行完毕产生/回收,是第二个被加载的名称空间,文件执行过程中产生的名字都会存放于该名称空间中,如下名字:

import sys #模块名sys

x=1 #变量名x

if x == 1:
    y=2 #变量名y

def foo(x): #函数名foo
    y=1
    def bar():
        pass

Class Bar: #类名Bar
    pass

 

if c==0:
   x=2     #if 为顶级代码,且不是函数,x为全局命名空间的名字
   print(x)

 

 

3、局部名称空间

# 存放的名字:在调用函数时,运行函数体代码过程中产生的函数内的名字;

函数的形参、函数内定义的名字都会被存放于局部名称空间

# 存活周期:在调用函数时存活,函数调用完毕后则销毁

def func(a,b):
    pass

func(10,1)
func(11,12)
func(13,14)
func(15,16)
def foo(x):
    y=3 #调用函数时,才会执行函数代码,名字x和y都存放于该函数的局部名称空间中

 

4、名称空间加载顺序

 名称空间的加载顺序是:内置名称空间->全局名称空间->局部名称空间

 

5、名称空间销毁顺序

 名称空间销毁顺序名称空间的加载顺序相反,即 局部名称空间>全局名空间>内置名称空间

 

6、名字的查找优先级

名称空间只有优先级之分,本身并无嵌套关系,画嵌套关系图只是为了理解。

名称空间的嵌套关系决定了名字的查找顺序,而名称空间的嵌套关系是以函数定义阶段为准的。

函数的嵌套关系和名字查找顺序是在函数定义阶段就已经确定好了。

 

查找一个名字(按照定义阶段的语法顺序去找),必须从三个名称空间之一找到,

当前所在的位置 向上一层一层查找——

内置名称空间
全局名称空间
局部名称空间

(1)如果当前在局部名称空间

查找顺序为:局部名称空间->全局名称空间->内置名称空间->最后都没有找到就会抛出异常

# input=333 #全局作用域的名字input
def func():
    input=444 # 局部名字input
    print(input) #在局部找input

func()

输出结果:
444
input=333  #全局作用域的名字input

def func():
    # input=444  #局部没有名字input,则找 全局作用域的名字input
    print(input)

func()

输出结果: 333

(2)如果当前在全局名称空间
查找顺序为:全局名称空间->内置名称空间->最后都没有找到就会抛出异常

input=333   #全局变量
def func(): input=444  #在函数调用时产生局部作用域的名字input
 func()
print(input)  # 该语句不属于函数体,属于全局命名空间;函数调用时,对该语句没有影响,所以直接执行打印功能,从全局命名空间开始找,即输出全局变量 input=333  输出结果: 333
# input=333
def func(): input=444 func()
print(input) # 该语句不属于函数体,属于全局命名空间;函数调用时,对该语句没有影响,所以直接执行打印功能,从全局命名空间开始找,
全局空间没有值,则在内置命名空间找,即 <built-in function input> 输出结果:
<built-in function input>

栗子1号:

def func():
    print(x)
x=111 # 全局变量

func()

栗子2号: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

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


def foo():
    x=222
    func()

foo()

 

栗子3号:函数嵌套定义——(函数嵌套,为了保证可读性,最多三层嵌套)

python支持函数的嵌套定义,在内嵌的函数内查找名字时,会优先查找自己局部作用域的名字

然后由内而外一层层查找外部嵌套函数定义的作用域,没有找到,则查找全局作用域

 

先运行一个函数: 

def f2():
    input = 333
    print(input)
input = 222  # 是全局变量,函数f2调用时先在函数内的局部空间找值,有局部变量input = 333,故打印该值。

f2()

输出结果:
333

将上述函数作为子函数,函数的嵌套定义:

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

    f2()

f1()  # f1嵌套子函数f2,子函数f2即为f1的函数体,所以函数调用执行过程同上

输出结果:
333
input=111
def f1():
    def f2():
        # input=333 #将局部变量注释,则f2执行时,在函数的局部空间内找不到值,会在其上一层的函数空间找,存在全局变量 input=222,执行f2,输出结果 222
        print(input)
    input=222

    f2()

f1()

输出结果:
222
input=111
def f1():
    def f2():
        # input=333
        print(input)
    # input=222  #若将f2的局部空间和最接近的全局空间的变量都去除,则函数f2执行时,会继续往下一个全局空间找值,存在input=111,则输出结果 111

    f2()

f1() 

输出结果:
111

栗子4号:先定义,后使用

x=111
def func():
    print(x)
    x=222

func()

# UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment 
#    即 变量x在使用前并未定义

修改一下:

x=111
def func():
    x = 222
    print(x)

func()

输出结果:
222

 

二、作用域

 作用域,即 作用范围。

1. 全局作用域与局部作用域

 全局作用域:位于全局名称空间、内建名称空间中的名字属于全局范围
1、全局存活(除非被删除,否则在整个文件执行过程中存活)
2、全局有效: 被所有函数共享(在任意位置都可以使用)

x=111 #全局变量,全局有效

def foo():
    print(x,id(x))

def bar():
    print(x,id(x))

foo()
bar()

print(x,id(x))

输出结果:
111 140730714743904
111 140730714743904
111 140730714743904

局部作用域: 位于局部名称空间中的名字属于局部范围
1、临时存活:即在函数调用时临时生成,函数调用结束后就释放
2、局部有效: 只能在函数内使用

 

x=100 #全局作用域的名字x
def foo():
    x=300 #局部作用域的名字x
    print(x) #在局部找x
foo()#结果为300

 

2. 作用域与名字查找的优先级

 (可先参照第一部分内容中的——6、名字查找的优先级)

先确定哪里有‘调用’操作,以此为起点,先不进行函数调用执行,而是以此为分水岭,开始名字查找——

确定当前位置,从当前位置开始查找,若无,则继续向上一层一层地往上查找。

 

总结如下:

(1)在局部作用域查找名字时,起始位置是局部作用域,所以先查找局部名称空间,没有找到,再去全局作用域查找:先查找全局名称空间,没有找到,再查找内置名称空间,最后都没有找到就会抛出异常

(2)在全局作用域查找名字时,起始位置便是全局作用域,所以先查找全局名称空间,没有找到,再查找内置名称空间,最后都没有找到就会抛出异常

(3)提示:可以调用内建函数locals()和globals()来分别查看局部作用域全局作用域的名字,查看的结果都是字典格式。

在全局作用域查看到的locals()的结果等于globals()

(4)python支持函数的嵌套定义,在内嵌的函数内查找名字时,会优先查找自己局部作用域的名字,然后由内而外一层层查找外部嵌套函数定义的作用域,没有找到,则查找全局作用域 (栗子4号)

(5)在函数内,无论嵌套多少层,都可以查看到全局作用域的名字,若要在函数内修改全局名称空间中名字的值,当值为不可变类型时,则需要用到global关键字(栗子2号)

(6)对于嵌套多层的函数,使用nonlocal关键字可以将名字声明为来自外部嵌套函数定义的作用域(非全局)(栗子5号)

(7)当实参的值为可变类型时,函数体内对该值的修改将直接反应到原值(栗子3号)

 

栗子1号:

x=111

def func():
    x=222

func()
print(x) # 处于全局空间,所以先从全局空间找,存在x=111,输出结果 111


栗子2号:如果在局部想要修改全局的名字对应的值(不可变类型),需要用global,将该变量声明为全局变量

x=111

def func():
    global x # 声明x这个名字是全局的名字,不要再造新的名字了
    x=222

func()
print(x)

输出结果:
222

栗子3号:当实参的值为可变类型时,函数体内对该值的修改将直接反应到原值

l=[111,222]
def func():
    l.append(333) #l为可变类型,只是增减容器内的值,则没有必要声明为global

func()
print(l)

输出结果:
[111, 222, 333]

 如果要将可变类型改为不可变类型,则要声明global

l=[111,222]
def func():
    global l
l=123 #l为可变类型,要修改它的值,则一定要声明为global,才可修改 func() print(l) 输出结果: [111, 222, 333]

 

栗子4号:函数嵌套定义

x=1
def outer():
    x=2
    def inner(): # 函数名inner属于outer这一层作用域的名字
        x=3
        print('inner x:%s' %x)

    inner()
    print('outer x:%s' %x)

outer() 
#结果为
inner x:3
outer x:2

栗子5号:nonlocal(了解): 修改函数外层函数包含的名字对应的值(不可变类型)
                对于嵌套多层的函数,使用nonlocal关键字可以将名字声明为来自外部嵌套函数定义的作用域(非全局)

                nonlocal x会从当前函数的外层函数开始一层层去查找名字x,若是一直到最外层函数都找不到,则会抛出异常。

x=0
def f1():
    x=11
    def f2():
        x=22
    f2()
    print('f1内的x:',x)

f1()  #执行函数f1,先在函数体内的局部空间找值,存在x=11,则输出;内置函数f2里的x=22,只对f2有用。

输出结果:
f1内的x: 11

 

x=0
def f1():
    x=11
    def f2():
        nonlocal x   #声明 内置函数f2里的x=22,不是内置函数f2里的局部变量,则归属于外层函数f2,x=22会覆盖掉x=11,作为最后的结果输出。
        x=22
    f2()       #调用f2(),修改f1作用域中名字x的值
    print('f1内的x:',x)  #在f1作用域查看x

f1()

输出结果:
f1内的x: 22

 

参考:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/108924801

https://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/7532497.html

 

 

posted @ 2020-03-19 19:01  bigorangecc  阅读(87)  评论(0编辑  收藏