原文： https://www.programiz.com/python-programming/namespace

在本教程中，您将了解名称空间，从名称到对象的映射以及变量的范围。

Python 中的名称是什么？

如果您曾经读过“Python 之禅”（Python 解释器中的类型import this），则最后一行指出，命名空间是一个很棒的主意-让我们做更多的事情！ 那么这些神秘的命名空间是什么？ 让我们首先看看名字是什么。

名称（也称为标识符）只是赋予对象的名称。 Python 中的所有内容都是对象。 名称是访问基础对象的一种方式。

例如，当我们执行分配a = 2时，2是存储在内存中的对象，而a是与之关联的名称。 我们可以通过内置函数 id()获得某个对象的地址（在 RAM 中）。 让我们看看如何使用它。

  1. # Note: You may get different values for the id
  3. a = 2
  4. print('id(2) =', id(2))
  6. print('id(a) =', id(a))

输出

  1. id(2) = 9302208
  2. id(a) = 9302208

在这里，两者都引用相同的对象2，因此它们具有相同的id()。 让我们做些有趣的事情。

  1. # Note: You may get different values for the id
  3. a = 2
  4. print('id(a) =', id(a))
  6. a = a+1
  7. print('id(a) =', id(a))
  9. print('id(3) =', id(3))
  11. b = 2
  12. print('id(b) =', id(b))
  13. print('id(2) =', id(2))

输出：

  1. id(a) = 9302208
  2. id(a) = 9302240
  3. id(3) = 9302240
  4. id(b) = 9302208
  5. id(2) = 9302208

上述步骤序列中发生了什么？ 让我们用一个图来解释一下：

Python 命名空间和范围 - 图1

Python 中变量的内存图

最初，创建一个对象2并将其与名称b关联，当我们执行a = a+1时，将创建一个新的对象3，而现在将a与这个对象关联起来。

注意，id(a)和id(3)具有相同的值。

此外，当执行b = 2时，新名称b与先前的对象2相关联。

这是有效的，因为 Python 不必创建新的重复对象。 名称绑定的这种动态特性使 Python 功能强大。 名称可以引用任何类型的对象。

  1. >>> a = 5
  2. >>> a = 'Hello World!'
  3. >>> a = [1,2,3]

所有这些都是有效的，a将引用不同实例中的三种不同类型的对象。 函数也是对象，因此名称也可以引用它们。

  1. def printHello():
  2.     print("Hello")
  4. a = printHello
  6. a()

输出：

  1. Hello

a可以使用相同的名称，我们可以使用该名称来调用该函数。

Python 中的命名空间是什么？

现在我们了解了名称是什么，我们可以继续进行命名空间的概念。

简而言之，名称空间是名称的集合。

在 Python 中，您可以将名称空间想象为已定义的每个名称到对应对象的映射。

不同的名称空间可以在给定时间共存，但是完全隔离。

当我们启动 Python 解释器时，将创建一个包含所有内置名称的名称空间，并且只要该解释器运行，该名称空间就会存在。

这就是为什么内置id()，print()等函数始终可以从程序的任何部分使用的原因。 每个模块创建其自己的全局名称空间。

这些不同的名称空间是隔离的。 因此，不同模块中可能存在的相同名称不会冲突。

模块可以具有各种函数和类。 调用函数时会创建一个本地名称空间，该名称空间中定义了所有名称。 与类相似。 下图可能有助于阐明这一概念。

Python 命名空间和范围 - 图2

Python 中不同名称空间的图

Python 变量范围

尽管定义了各种唯一的名称空间，但我们可能无法从程序的每个部分访问它们。 范围的概念开始起作用。

范围是程序的一部分，从那里可以直接访问名称空间而无需任何前缀。

在任何给定时刻，至少有三个嵌套作用域。

  1. 具有局部名称的当前函数的范围
  2. 具有全局名称的模块的范围
  3. 具有内置名称的最外部作用域

在函数内部进行引用时，将在本地名称空间中搜索名称，然后在全局名称空间中搜索，最后在内置名称空间中搜索。

如果另一个函数内有一个函数，则新作用域嵌套在本地作用域内。

Python 范围和命名空间的示例

  1. def outer_function():
  2.     b = 20
  3.     def inner_func():
  4.         c = 30
  6. a = 10

在这里，变量a在全局命名空间中。 变量b在outer_function()的本地名称空间中，而c在inner_function()的嵌套本地名称空间中。

当我们在inner_function()中时，c对我们来说是本地的，b是非本地的，a是全局的。 我们可以读取c并为其分配新值，但只能从inner_function()读取b和a。

如果我们尝试为b赋值，则会在本地名称空间中创建一个与非本地b不同的新变量b。 当我们为a分配一个值时，也会发生同样的事情。

但是，如果我们将b为全局变量，则所有引用和赋值都将转到全局变量。 同样，如果我们想重新绑定变量b，则必须将其声明为非本地变量。 以下示例将进一步阐明这一点。

  1. def outer_function():
  2.     a = 20
  4.     def inner_function():
  5.         a = 30
  6.         print('a =', a)
  8.     inner_function()
  9.     print('a =', a)
  11. a = 10
  12. outer_function()
  13. print('a =', a)

如您所见，该程序的输出为

  1. a = 30
  2. a = 20
  3. a = 10

在此程序中，在单独的命名空间中定义了三个不同的变量a并进行了相应的访问。 在以下程序中，

  1. def outer_function():
  2.     global a
  3.     a = 20
  5.     def inner_function():
  6.         global a
  7.         a = 30
  8.         print('a =', a)
  10.     inner_function()
  11.     print('a =', a)
  13. a = 10
  14. outer_function()
  15. print('a =', a)

程序的输出是。

  1. a = 30
  2. a = 30
  3. a = 30

在这里，由于使用了关键字global，所有引用和分配都指向全局a。