命名空间

先看看官方文档的一段话：
A namespace is a mapping from names to objects.Most namespaces are currently implemented as Python dictionaries。
命名空间(Namespace)是从名称到对象的映射，大部分的命名空间都是通过 Python 字典来实现的。
命名空间提供了在项目中避免名字冲突的一种方法。各个命名空间是独立的，没有任何关系的，所以一个命名空间中不能有重名，但不同的命名空间是可以重名而没有任何影响。
我们举一个计算机系统中的例子，一个文件夹(目录)中可以包含多个文件夹，每个文件夹中不能有相同的文件名，但不同文件夹中的文件可以重名。
Python3 命名空间和作用域 - 图1
一般有三种命名空间：

  • 内置名称（built-in names）， Python 语言内置的名称，比如函数名 abs、char 和异常名称 BaseException、Exception 等等。
  • 全局名称（global names），模块中定义的名称，记录了模块的变量，包括函数、类、其它导入的模块、模块级的变量和常量。
  • 局部名称（local names），函数中定义的名称，记录了函数的变量，包括函数的参数和局部定义的变量。（类中定义的也是）

Python3 命名空间和作用域 - 图2
命名空间查找顺序:
假设我们要使用变量 runoob，则 Python 的查找顺序为：局部的命名空间去 -> 全局命名空间 -> 内置命名空间。
如果找不到变量 runoob，它将放弃查找并引发一个 NameError 异常:
NameError: name ‘runoob’ is not defined。
命名空间的生命周期：
命名空间的生命周期取决于对象的作用域，如果对象执行完成，则该命名空间的生命周期就结束。
因此，我们无法从外部命名空间访问内部命名空间的对象。

实例

var1 是全局名称
var1 = 5
def some_func():

var2 是局部名称
var2 = 6
def some_inner_func():

var3 是内嵌的局部名称
var3 = 7

如下图所示，相同的对象名称可以存在于多个命名空间中。
Python3 命名空间和作用域 - 图3

作用域

A scope is a textual region of a Python program where a namespace is directly accessible. “Directly accessible” here means that an unqualified reference to a name attempts to find the name in the namespace.
作用域就是一个 Python 程序可以直接访问命名空间的正文区域。
在一个 python 程序中，直接访问一个变量，会从内到外依次访问所有的作用域直到找到，否则会报未定义的错误。
Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python 的作用域一共有4种，分别是：
有四种作用域：

  • L（Local）：最内层，包含局部变量，比如一个函数/方法内部。
  • E（Enclosing）：包含了非局部(non-local)也非全局(non-global)的变量。比如两个嵌套函数，一个函数（或类） A 里面又包含了一个函数 B ，那么对于 B 中的名称来说 A 中的作用域就为 nonlocal。
  • G（Global）：当前脚本的最外层，比如当前模块的全局变量。
  • B（Built-in）： 包含了内建的变量/关键字等，最后被搜索。

规则顺序： L –> E –> G –gt; B。
在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内置中找。
Python3 命名空间和作用域 - 图4
g_count = 0 # 全局作用域 def outer(): o_count = 1 # 闭包函数外的函数中 def inner(): i_count = 2 # 局部作用域
内置作用域是通过一个名为 builtin 的标准模块来实现的，但是这个变量名自身并没有放入内置作用域内，所以必须导入这个文件才能够使用它。在Python3.0中，可以使用以下的代码来查看到底预定义了哪些变量:
>>> import builtins >>> dir(builtins)
Python 中只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会引入新的作用域，其它的代码块（如 if/elif/else/、try/except、for/while等）是不会引入新的作用域的，也就是说这些语句内定义的变量，外部也可以访问，如下代码：
>>> if True: … msg = ‘I am from Runoob’ … >>> msg ‘I am from Runoob’ >>>
实例中 msg 变量定义在 if 语句块中，但外部还是可以访问的。
如果将 msg 定义在函数中，则它就是局部变量，外部不能访问：
>>> def test(): … msg_inner = ‘I am from Runoob’ … >>> msg_inner Traceback (most recent call last): File ““, line 1, in NameError: name ‘msg_inner’ is not defined >>>
从报错的信息上看，说明了 msg_inner 未定义，无法使用，因为它是局部变量，只有在函数内可以使用。

全局变量和局部变量

定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域。
局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例：

实例(Python 3.0+)

!/usr/bin/python3total = 0# 这是一个全局变量# 可写函数说明defsum(arg1, arg2): #返回2个参数的和.”total = arg1 + arg2# total在这里是局部变量.print(“函数内是局部变量 : “, total)returntotal#调用sum函数sum(10, 20)print(“函数外是全局变量 : “, total)
以上实例输出结果：
函数内是局部变量 : 30 函数外是全局变量 : 0

global 和 nonlocal关键字

当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到 global 和 nonlocal 关键字了。
以下实例修改全局变量 num：

实例(Python 3.0+)

!/usr/bin/python3num = 1deffun1(): globalnum# 需要使用 global 关键字声明print(num)num = 123print(num)fun1()print(num)
以上实例输出结果：
1 123 123
如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字了，如下实例：

实例(Python 3.0+)

!/usr/bin/python3defouter(): num = 10definner(): nonlocalnum# nonlocal关键字声明num = 100print(num)inner()print(num)outer()
以上实例输出结果：
100 100
另外有一种特殊情况，假设下面这段代码被运行：

实例(Python 3.0+)

!/usr/bin/python3a = 10deftest(): a = a + 1print(a)test()
以上程序执行，报错信息如下：
Traceback (most recent call last): File “test.py”, line 7, in test() File “test.py”, line 5, in test a = a + 1 UnboundLocalError: local variable ‘a’ referenced before assignment
错误信息为局部作用域引用错误，因为 test 函数中的 a 使用的是局部，未定义，无法修改。
修改 a 为全局变量：

实例

!/usr/bin/python3a = 10deftest(): globalaa = a + 1print(a)test()
执行输出结果为：
11
也可以通过函数参数传递：

实例(Python 3.0+)

!/usr/bin/python3a = 10deftest(a): a = a + 1print(a)test(a)
执行输出结果为：
11
Python3 面向对象
Python3 标准库概览

2 篇笔记 写笔记

  1. alibialijia@qq.com267作为一个从 Java 过来的人来说，Python 的作用域有点奇葩，作为开发者，只需要关注全局作用域和局部作用域就好了，全局作用域就是说白了模块(单个 .py 文件中)直接声明的变量。比如有个 demo.py 的文件，含有以下代码：var_global=’global_var’#这个var_global就是全局作用域 def globalFunc(): var_local=’local_var’ #这个就是局部变量 class demo(): class_demo_local_var=’class member’ #这里也是局部变量 def localFunc(self): var_locals=’local_func_var’#这里也是局部变量以上只是说明了全局变量仅仅是在 .py 文件中直接声明的变量叫全局变量，还有在 .py 文件中直接写的逻辑代码块中，也是全局变量。也就是说在 if/elif/else/、try/except、for/while 等逻辑代码块中的变量。这个教程中在介绍三种命令空间的时候，说查找变量的顺序为局部的命名空间去 -> 全局命名空间 -> 内置命名空间，但是我理解的变量查找顺序为：当前域 -> 外部域(如果有) -> 全局域 -> 内置域。光说没有什么概念，我们来一段代码就清楚了。我们以 demo1.py 为例子:global_var=’this var on global space’ ‘’’ 申明global_var这个位置就是全局域，也就是教程中所说的全局作用域， 同时它也是直接声明在文件中的，而不是声明在函数中或者类中的变量 ‘’’ class demo(): class_demo_local_var=’class member’ ‘’’ 虽然class_demo_local_var在这里是局部变量，这个局部变量的域相对于var_locals是外部域， 所以可以直接被var_locals所在的更小的局部域访问 ‘’’ def localFunc(self): var_locals=’local_func_var’ ‘’’ 这里也是局部变量，但是相对于class_demo_local_var变量，却是更小的域， 因此class_demo_local_var所在的哪个域无法访问到当前域来 ‘’’ print(self.class_demo_local_var)#到这里会查找当前域中有没有class_demo_local_var这个变量，然后再到相对于当前域的外部域去查找变量alibialibialijia@qq.com2年前 (2019-10-20)
  2. tempoluo*7@iccas.ac.cn144教程中写到 Python 中变量的查找顺序：“在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再去内置中找**。可以看一个具体的例子。Python 的一个内建值 int，我们首先将其赋值为 0，然后定义一个函数 fun1()。int = 0 def fun1(): int = 1 def fun2(): int = 2 print(int) fun2() fun1() # 输出 2函数 fun1() 的作用就是调用函数 fun2() 来打印 int 的值。输出结果为：2因为 local 中的 int = 2，函数将其打印出来。将函数 fun2() 中的 int = 2 删除：int = 0 def fun1(): int = 1 def fun2(): print(int) fun2() fun1() # 输出 1调用函数 fun1() 输出结果为：1因为 local 找不到 int 的值，就去上一层 non-local 寻找，发现 int = 1 并打印。而进一步删除函数 fun1() 中的 int = 1：int = 0 def fun1(): def fun2(): print(int) fun2() fun1() # 输出 0调用函数 fun1() 输出结果为：0因为 local 和 non-local 都找不到 int 的值，便去 global 中寻找，发现 int = 0 并打印。若删除 int = 0这一条件：def fun1(): def fun2(): print(int) fun2() fun1()调用函数 fun1() 输出结果如下：因为 local、non-local、global 中都没有 int 的值，便去 built-in 中寻找 int 的值，即：>>> int