Python作用域與名字空間原理詳解
Python具有靜態作用域,變數的作用域由它定義的位置決定,而與呼叫的位置無關。
a = 2
def f():
a = 2
第一行的a的作用域是全域性作用域,作用於定義位置後面的所有位置。
第四行的a的作用域是區域性作用域,作用於f函式裡。
Python能夠形成區域性作用域的只有函式與類,其他語句不形成區域性作用域。
函式與類的區域性作用域
def f(): a = 1 class A: b = 2 if 1 == 1: c = 3 for _ in range(1): d = 4 while True: e = 5 break print(c,d,e) try: print(a) except Exception as e: print(e) try: print(b) except Exception as e: print(e)
輸出結果
3 4 5
name 'a' is not defined
name 'b' is not defined
python動態執行時,每個作用域都有三個名字空間:由區域性變數組成的local名字空間,由全域性變數組成的global名字空間,以及python內建模組的builtins名字空間,在查詢一個變數時,搜尋順序為local->global->builtins,即區域性變數遮蔽全域性變數,全域性變數遮蔽內建變數。
python的global名字空間是動態的,即每遇到一個賦值語句(def與class也屬於賦值語句),global名字空間都可能發生變化。
global名字空間的動態變化
print(dir())
a = 1
print(dir())
b = 2
print(dir())
輸出結果
1 ['__annotations__','__builtins__','__cached__','__doc__','__file__','__loader__','__name__','__package__','__spec__']
2 ['__annotations__','__spec__','a']
3 ['__annotations__','a','b']
從輸出結果可以看出,global名字空間是動態增加的。
這意味著,雖然位於global名字空間的變數叫做全域性變數,它的作用範圍也不是全域性位置,它只作用於第一次賦值之後的位置。因為只有在變數賦值初始化的時候,它才會被加入到global名字空間中。
函式和類搜尋的global名字空間是呼叫位置的global名字空間,與定義位置無關
def f(): print(a) try: f() except Exception as e: print(e) a = 2 f()
輸出結果
name 'a' is not defined
2
函式f列印全域性變數a,a在第9行定義。在第五行呼叫f的時候,a不在global名字空間中,所以會輸出錯誤資訊,在第十行再次呼叫函式f時,a已經加入了global名字空間,所以能夠打印出a。
python為了提高效率,local名字空間是靜態實現的,因為對於一個函式來說,它所包含的區域性變數是明確已知的。
函式的local名字空間是靜態的
a = 4 def f(): try: print(a) except Exception as e: print(e) a = 1 f()
輸出結果
local variable 'a' referenced before assignment
在列印a的時候,在local名字空間中找到了a,但是這時候a並沒有賦值初始化,所以丟擲異常。這也說明了local名字空間與global名字空間不同,它會在一開始就把所有的區域性變數加入到名字空間中。
總結:
1. python是靜態作用域,變數初始化的位置決定了它的作用域,而與變數呼叫的位置無關
2. global名字空間是動態的,不同位置的global名字空間不同,local名字空間是靜態的,區域性變數在整個區域性作用域內可見。
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