一 名稱空間
名稱空間即存放名字與對象映射/綁定關系的地方。對於x=3,Python會申請內存空間存放對象3,然后將名字x與3的綁定關系存放於名稱空間中,del x表示清除該綁定關系。
在程序執行期間最多會存在三種名稱空間
1.1 內建名稱空間
伴隨python解釋器的啟動/關閉而產生/回收,因而是第一個被加載的名稱空間,用來存放一些內置的名字,比如內建函數名
>>> max
<built-in function max> #built-in內建
1.2 全局名稱空間
伴隨python文件的開始執行/執行完畢而產生/回收,是第二個被加載的名稱空間,文件執行過程中產生的名字都會存放於該名稱空間中,如下名字
import sys #模塊名sys
x=1 #變量名x
if x == 1:
y=2 #變量名y
def foo(x): #函數名foo
y=1
def bar():
pass
Class Bar: #類名Bar
pass
1.3 局部名稱空間
伴隨函數的調用/結束而臨時產生/回收,函數的形參、函數內定義的名字都會被存放於該名稱空間中
def foo(x):
y=3 #調用函數時,才會執行函數代碼,名字x和y都存放於該函數的局部名稱空間中
名稱空間的加載順序是:內置名稱空間->全局名稱空間->局部名稱空間,而查找一個名字,必須從三個名稱空間之一找到,查找順序為:局部名稱空間->全局名稱空間->內置名稱空間。
二 作用域
2.1 全局作用域與局部作用域
按照名字作用范圍的不同可以將三個名稱空間划分為兩個區域:
-
全局作用域:位於全局名稱空間、內建名稱空間中的名字屬於全局范圍,該范圍內的名字全局存活(除非被刪除,否則在整個文件執行過程中存活)、全局有效(在任意位置都可以使用);
-
局部作用域:位於局部名稱空間中的名字屬於局部范圍。該范圍內的名字臨時存活(即在函數調用時臨時生成,函數調用結束后就釋放)、局部有效(只能在函數內使用)。
2.2 作用域與名字查找的優先級
在局部作用域查找名字時,起始位置是局部作用域,所以先查找局部名稱空間,沒有找到,再去全局作用域查找:先查找全局名稱空間,沒有找到,再查找內置名稱空間,最后都沒有找到就會拋出異常
x=100 #全局作用域的名字x
def foo():
x=300 #局部作用域的名字x
print(x) #在局部找x
foo()#結果為300
在全局作用域查找名字時,起始位置便是全局作用域,所以先查找全局名稱空間,沒有找到,再查找內置名稱空間,最后都沒有找到就會拋出異常
x=100
def foo():
x=300 #在函數調用時產生局部作用域的名字x
foo()
print(x) #在全局找x,結果為100
提示:可以調用內建函數locals()和globals()來分別查看局部作用域和全局作用域的名字,查看的結果都是字典格式。在全局作用域查看到的locals()的結果等於globals()
Python支持函數的嵌套定義,在內嵌的函數內查找名字時,會優先查找自己局部作用域的名字,然后由內而外一層層查找外部嵌套函數定義的作用域,沒有找到,則查找全局作用域
x=1
def outer():
x=2
def inner(): # 函數名inner屬於outer這一層作用域的名字
x=3
print('inner x:%s' %x)
inner()
print('outer x:%s' %x)
outer()
#結果為
inner x:3
outer x:2
在函數內,無論嵌套多少層,都可以查看到全局作用域的名字,若要在函數內修改全局名稱空間中名字的值,當值為不可變類型時,則需要用到global關鍵字
x=1
def foo():
global x #聲明x為全局名稱空間的名字
x=2
foo()
print(x) #結果為2
當實參的值為可變類型時,函數體內對該值的修改將直接反應到原值,
num_list=[1,2,3]
def foo(nums):
nums.append(5)
foo(num_list)
print(num_list)
#結果為
[1, 2, 3, 5]
對於嵌套多層的函數,使用nonlocal關鍵字可以將名字聲明為來自外部嵌套函數定義的作用域(非全局)
def f1():
x=2
def f2():
nonlocal x
x=3
f2() #調用f2(),修改f1作用域中名字x的值
print(x) #在f1作用域查看x
f1()
#結果
3
nonlocal x會從當前函數的外層函數開始一層層去查找名字x,若是一直到最外層函數都找不到,則會拋出異常。