python命名空間的本質

一、命名空間

Python使用叫做命名空間的東西來記錄變量的軌跡。命名空間是一個 字典（dictionary） ，它的鍵就是變量名，它的值就是那些變量的值。

A namespace is a mapping from names to objects. Most namespaces are currently implemented as Python dictionaries。

在一個 Python 程序中的任何一個地方，都存在幾個可用的命名空間

1. 每個函數都有著自已的命名空間，叫做局部命名空間，它記錄了函數的變量，包括函數的參數和局部定義的變量
2. 每個模塊擁有它自已的命名空間，叫做全局命名空間，它記錄了模塊的變量，包括函數、類、其它導入的模塊、模塊級的變量和常量
3. 還有就是內置命名空間，任何模塊均可訪問它，它存放著內置的函數和異常

二、命名空間查找順序

當一行代碼要使用變量 x 的值時，Python 會到所有可用的名字空間去查找變量，按照如下順序：

1、 局部命名空間：特指當前函數或類的方法。如果函數定義了一個局部變量 x，或一個參數 x，Python 將使用它，然後停止搜索。
2、 全局命名空間：特指當前的模塊。如果模塊定義了一個名為 x 的變量，函數或類，Python 將使用它然後停止搜索。
3、 內置命名空間：對每個模塊都是全局的。作為最後的嘗試，Python 將假設 x 是內置函數或變量。
4、 如果 Python 在這些名字空間找不到 x，它將放棄查找並引發一個 NameError 異常，如，NameError: name ‘aa‘ is not defined。

嵌套函數的情況：

1、先在當前 (嵌套的或 lambda) 函數的命名空間中搜索
2、然後是在父函數的命名空間中搜索
3、接著是模塊命名空間中搜索
4、最後在內置命名空間中搜索

info = "Adress : "
def func_father(country):
    def func_son(area):
        city= "Shanghai " #此處的city變量，覆蓋了父函數的city變量
        print(info + country + city + area)
    city = " Beijing "
    #調用內部函數
    func_son("
 
ChaoYang ");
 
func_father("China ")

輸出：Adress : China Shanghai ChaoYang

以上示例中，info在全局命名空間中，country在父函數的命名空間中，city、area在自己函數的命名空間中

三、命名空間的生命周期

不同的命名空間在不同的時刻創建，有不同的生存期。

1、內置命名空間在 Python 解釋器啟動時創建，會一直保留，不被刪除。
2、模塊的全局命名空間在模塊定義被讀入時創建，通常模塊命名空間也會一直保存到解釋器退出。
3、當函數被調用時創建一個局部命名空間，當函數返回結果 或 拋出異常時，被刪除。每一個遞歸調用的函數都擁有自己的命名空間。
Python 的一個特別之處在於其賦值操作總是在最裏層的作用域。賦值不會復制數據——只是將命名綁定到對象。刪除也是如此："del y" 只是從局部作用域的命名空間中刪除命名 y 。事實上，所有引入新命名的操作都作用於局部作用域。

i=1
def func2():
    i=i+1
 
func2();
#錯誤：UnboundLocalError: local variable ‘i‘ referenced before assignment

由於創建命名空間時，python會檢查代碼並填充局部命名空間。在python運行那行代碼之前，就發現了對i的賦值，並把它添加到局部命名空間中。當函數執行時，python解釋器認為i在局部命名空間中但沒有值，所以會產生錯誤。

def func3():
　　y=123
　　del y
　　print(y)

func3()
#錯誤：UnboundLocalError: local variable ‘y‘ referenced before assignment
#去掉"del y"語句後，運行正常

四、locals 與 globals 之間的一個重要的區別

def func1(i, info):
    x = 12345
    print(locals())
    locals()["x"]= 6789
    print("x=",x)
 
y=54321
func1(1 , "first")
globals()["y"]= 9876
print( "y=",y)

輸出：

locals 實際上沒有返回局部名字空間，它返回的是一個拷貝。所以對它進行改變對局部名字空間中的變量值並無影響。

globals 返回實際的全局名字空間，而不是一個拷貝。所以對 globals 所返回的 dictionary 的任何的改動都會直接影響到全局變量。

作用域與命名空間