Python名稱空間與作用域

阿新 • • 發佈：2020-08-03

名稱空間：

存放名字與值的關係的空間
在python直譯器開始執行, 就會在記憶體中開闢一個空間, 每當遇到一個變量的時候, 就把變量名和值之間的關係記錄下來,
當遇到函式定義的時候, 直譯器只是把函式名讀入記憶體, 並檢查語法是否正確，表示這個函式存在了, 至於函式內部的變量和邏輯, 直譯器是不關心的。
只有當函式被呼叫和訪問的時候, 直譯器才會根據函式內部宣告的變量來進行開闢變量的內部空間.

內建名稱空間：

存放Python直譯器內建的名字，如input，print，list等
存活週期：Python直譯器啟動則產生，Python直譯器關閉則銷燬

全域性名稱空間:

執行程式碼伊始所產生的名字，或者說不是函式內定義、也不是內建的剩下的都是全域性名稱空間

存活週期：Python檔案執行產生，檔案執行結束銷燬

臨時名稱空間：

在函式體的執行中開闢的臨時的空間，也叫做區域性名稱空間，同一個函式呼叫多次會產生多個區域性名稱空間。
存活週期：函式體執行時產生，函式執行結束，這個空間也會清空

載入到記憶體的順序：

1.內建名稱空間
2.全域性名稱空間
3.臨時名稱空間

取值順序：（就近原則：LEGB原則）單向不可逆

（從區域性開始找時）區域性名稱空間 --> 全域性名稱空間 --> 內建名稱空間

input = 333
print(input) # 此時是從全域性開始取值,input()函式則不會被查詢到
# 333

LEGB原則：

local本地 --> enclosed巢狀函式的外層函式內部 --> global全域性 --> buildin內建

def func():
    print(x)

x = 111
func()		# 區域性沒有則在全域性查詢,在函式執行前x被賦值,所以並不會報錯
# 111


x = 1
def func():
    print(x)
    
def foo():
    x = 222
    func()

foo()		# 名稱空間的'巢狀'關係是以函式定義階段為準,與呼叫位置無關
#  1		


input = 111
def f1():
    def f2():
        input = 333
        print(input)
    input = 222
    f2()
f1()			# 名稱空間的'巢狀'關係是以函式定義階段為準,與呼叫位置無關
#  333

注：名稱空間實際上是相互獨立的一個個空間，並沒有包含關係,巢狀關係僅為了幫助理解

作用域：

變數的生效範圍，分為全域性作用域和區域性作用域

全域性作用域：

內建名稱空間，全域性名稱空間，在整個檔案的任何位置都可以執行（遵循從上到下逐行執行）

區域性作用域：

區域性名稱空間，在函式內部可以使用。
區域性作用域可以引用全域性作用域的變數，但不可改變：
- 因為當Python讀取到區域性作用域時，發現對變數進行了更改，
  直譯器會認為這個變數在區域性已經定義，就會從區域性名稱空間尋找這個變數，
  然而區域性空間並沒有定義這個變數，所以報錯。

count = 1
def func():
	count = 100  # 這是在區域性名稱空間重新建立變數count，並非修改了全域性名稱空間的count
	print(count)
func()
# 100

count = 1
def func():
    count += 1		# 不可更改
    print(count)
func()
#  local variable 'count' referenced before assignment

高階函式：

函式內巢狀函式。

作用域相關的內建函式：

globals():返回的是字典，裡面的鍵值對為全域性作用域的所有內容

print(globals())

locals():返回的是字典，裡面的鍵值對為當前作用域的所有內容

print(globals())

函式中變數引用的坑：

在函式中，如果你定義了一個變數，但是在定義之前引用了此變數，那麼直譯器會認為，語法錯誤。應該在引用之前先定義。

count = 1
def func():
    print(count)     
    count = 2
func() 
#  local variable 'count' referenced before assignment

關鍵字：

global：
- 在區域性作用域宣告一個全域性變數。
- 如果區域性想要修改全域性的名字對應的值（不可變資料型別），也需要用global。

name = '杜甫'
def func():
    global name    	 # 變數賦值前先宣告name是全域性名稱，不要再造新名稱
    name = '李白'		
func()             	 # 函式呼叫後，函式內宣告的全域性變數才生效
print(name)
#  李白

如果區域性想要修改全域性的名字對應的值（可變型別）,則不需要global：

l1 = [111,222]
def func():
    l1.append(333)

func()
print(l1)
# [111, 222, 333]

nonlocal：
- 在巢狀函式中，內層函式對上一層函式內名稱的修改（不可變型別），需要nonlocal
- nonlocal的使用必須是內層函式對非全域性的外層函式，如果外層函式沒有找到被宣告的名稱，則會報錯

x = 0
def f1():
    x = 11		# 如果f1內的x註釋掉，nonlocal則報錯
    def f2():
        nonlocal x
        x = 22
    f2()
    print('f1內的x:',x)
f1()
# f1內的x: 22


x = 0
def f1():
    x = [11,]		
    def f2():
        x.append(22)		# 如果是可變型別則不需要nonlocal,可直接修改
    f2()
    print('f1內的x:',x)
f1()
# f1內的x: [11, 22]