Python 3 教程
Python3 命名空間/作用域
命名空間
先看看官方文檔的一段話：
A namespace is a mapping from names to objects.Most namespaces are currently implemented as Python dictionaries。
命名空間(Namespace)是從名稱到對象的映射，大部分的命名空間都是通過 Python 字典來實現(xiàn)的。
命名空間提供了在項目中避免名字沖突的一種方法。各個命名空間是獨立的，沒有任何關系的，所以一個命名空間中不能有重名，但不同的命名空間是可以重名而沒有任何影響。
我們舉一個計算機系統(tǒng)中的例子，一個文件夾(目錄)中可以包含多個文件夾，每個文件夾中不能有相同的文件名，但不同文件夾中的文件可以重名。
一般有三種命名空間：
- 內置名稱（built-in names）， Python 語言內置的名稱，比如函數(shù)名 abs、char 和異常名稱 BaseException、Exception 等等。
- 全局名稱（global names），模塊中定義的名稱，記錄了模塊的變量，包括函數(shù)、類、其它導入的模塊、模塊級的變量和常量。
- 局部名稱（local names），函數(shù)中定義的名稱，記錄了函數(shù)的變量，包括函數(shù)的參數(shù)和局部定義的變量。（類中定義的也是）
命名空間查找順序:
假設我們要使用變量 json，則 Python 的查找順序為：局部的命名空間去 -> 全局命名空間 -> 內置命名空間。
如果找不到變量 json，它將放棄查找并引發(fā)一個 NameError 異常:
NameError: name 'json' is not defined。
命名空間的生命周期：
命名空間的生命周期取決于對象的作用域，如果對象執(zhí)行完成，則該命名空間的生命周期就結束。
因此，我們無法從外部命名空間訪問內部命名空間的對象。
實例
var1 = 5
def some_func():
?
? ? # var2 是局部名稱
? ? var2 = 6
? ? def some_inner_func():
?
? ? ? ? # var3 是內嵌的局部名稱
? ? ? ? var3 = 7
如下圖所示，相同的對象名稱可以存在于多個命名空間中。
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.
作用域就是一個 Python 程序可以直接訪問命名空間的正文區(qū)域。
在一個 python 程序中，直接訪問一個變量，會從內到外依次訪問所有的作用域直到找到，否則會報未定義的錯誤。
Python 中，程序的變量并不是在哪個位置都可以訪問的，訪問權限決定于這個變量是在哪里賦值的。
變量的作用域決定了在哪一部分程序可以訪問哪個特定的變量名稱。Python的作用域一共有4種，分別是：
有四種作用域：
- L（Local）：最內層，包含局部變量，比如一個函數(shù)/方法內部。
- E（Enclosing）：包含了非局部(non-local)也非全局(non-global)的變量。比如兩個嵌套函數(shù)，一個函數(shù)（或類） A 里面又包含了一個函數(shù) B ，那么對于 B 中的名稱來說 A 中的作用域就為 nonlocal。
- G（Global）：當前腳本的最外層，比如當前模塊的全局變量。
- B（Built-in）： 包含了內建的變量/關鍵字等。，最后被搜索
規(guī)則順序： L –> E –> G –>gt; B。
在局部找不到，便會去局部外的局部找（例如閉包），再找不到就會去全局找，再者去內置中找。
g_count = 0 # 全局作用域
def outer():
o_count = 1 # 閉包函數(shù)外的函數(shù)中
def inner():
i_count = 2 # 局部作用域
內置作用域是通過一個名為 builtin 的標準模塊來實現(xiàn)的，但是這個變量名自身并沒有放入內置作用域內，所以必須導入這個文件才能夠使用它。在Python3.0中，可以使用以下的代碼來查看到底預定義了哪些變量:
>>> import builtins >>> dir(builtins)
Python 中只有模塊（module），類（class）以及函數(shù)（def、lambda）才會引入新的作用域，其它的代碼塊（如 if/elif/else/、try/except、for/while等）是不會引入新的作用域的，也就是說這些語句內定義的變量，外部也可以訪問，如下代碼：
>>> if True: ... msg = 'I am from Runoob' ... >>> msg 'I am from Runoob' >>>
實例中 msg 變量定義在 if 語句塊中，但外部還是可以訪問的。
如果將 msg 定義在函數(shù)中，則它就是局部變量，外部不能訪問：
>>> def test(): ... msg_inner = 'I am from Runoob' ... >>> msg_inner Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: name 'msg_inner' is not defined >>>
從報錯的信息上看，說明了 msg_inner 未定義，無法使用，因為它是局部變量，只有在函數(shù)內可以使用。
全局變量和局部變量
定義在函數(shù)內部的變量擁有一個局部作用域，定義在函數(shù)外的擁有全局作用域。
局部變量只能在其被聲明的函數(shù)內部訪問，而全局變量可以在整個程序范圍內訪問。調用函數(shù)時，所有在函數(shù)內聲明的變量名稱都將被加入到作用域中。如下實例：
實例(Python 3.0+)
以上實例輸出結果：
函數(shù)內是局部變量 : 30 函數(shù)外是全局變量 : 0
global 和 nonlocal關鍵字
當內部作用域想修改外部作用域的變量時，就要用到global和nonlocal關鍵字了。
以下實例修改全局變量 num：
實例(Python 3.0+)
以上實例輸出結果：
1 123 123
如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外層非全局作用域）中的變量則需要 nonlocal 關鍵字了，如下實例：
實例(Python 3.0+)
以上實例輸出結果：
100 100
另外有一種特殊情況，假設下面這段代碼被運行：
實例(Python 3.0+)
以上程序執(zhí)行，報錯信息如下：
Traceback (most recent call last):
File "test.py", line 7, in <module>
test()
File "test.py", line 5, in test
a = a + 1
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment
錯誤信息為局部作用域引用錯誤，因為 test 函數(shù)中的 a 使用的是局部，未定義，無法修改。
修改 a 為全局變量，通過函數(shù)參數(shù)傳遞，可以正常執(zhí)行輸出結果為：
實例(Python 3.0+)
執(zhí)行輸出結果為：