Python函数命名空间,作用域LEGB及Global详析

一、命名空间和作用域

当出现了函数，变量声明的位置就发生了变化，不同位置声明的变量，能访问这个变量的范围也出现了限制

1.1 定义

**命名空间：**声明定义了变量，变量存在的范围，主要是通过命名空间，来区分不同范围中声明的变量。作用域： 一个数据能够作用的范围

命名空间根据范围的不同，分为以下几种类型：

1.2 内建命名空间和内建作用域

Python程序中最大的一个命名空间，通常在解释器运行目标代码的时候(也就是点RUN的时候)，由解释器创建的一个命名空间，负责初始化(即第一次赋值、第一次创建)系统环境变量。如：int/type()等

• 内建命名空间加载时间：运行代码之前，通过解释器加载好系统的命名空间。包含了int/float/str/type()等等各种数据类型或者函数，所以我们在代码中才可以直接使用这些数据类型或者函数
• 作用：初始化系统环境变量
• 作用域：内建作用域(Builtin)，此空间内的数据作用范围是整个内建空间，包括子空间
• 查看方式：dir()

1.3 全局命名空间和全局作用域

定义： 编写Python代码时，创建一个python文件，其中声明在函数外部的变量，称为：全局变量(global)。当前可以声明全局变量的所有位置称为全局命名空间

加载时间：解释器运行目标代码时，加载全局命名空间，初始化该命名空间中的所有全局变量作用：声明、定义全局变量的范围作用域：全局作用(Global)查看方式：globals()查看当前全局命名空间中的所有全局变量，本质上globals()就是一个存储了数据的字典，

例如：

name = "张三"
age = 12
grade = ["1",2,"3"]
def outer():
    a = "a"
    def inner():
        a = "b"
    return inner
fun = outer()
fun()
print(f"全局变量字典为：{globals()}")

运行结果：

1.3 局部命名空间和局部作用域

定义：当Python文件中声明函数时，独立出来了一个小的作用范围(函数内部)，通常情况下我们将函数内部的空间称为：局部命名空间

加载时间：解释器运行目标代码时，加载完全局命名空间之后，加载局部命名空间，初始化局部命名空间中的局部变量

注意：如果是嵌套函数，嵌套函数是没有命名空间的，嵌套函数的空间存于父函数内，但嵌套函数是有其自己的作用域的，叫嵌套作用域(内部作用域)

作用：声明、定义局部变量作用域：局部作用域（嵌套作用域）查看方式：Locals()查看当前命名空间中的所有数据

Locals(): 查看当前命名空间中的数据

编写在函数内部：查看局部命名空间中的数据编写在函数外部：和globals()一样的意义

示例：

name = "张三"
age = 12
grade = ["1",2,"3"]
def outer():
    a = "a"
    print(f"outer局部的数据：{locals()}")
    def inner():
        a = "b"
        print(f"inner局部的数据：{locals()}")
    return inner

fun = outer()
fun()
print(f"全局变量字典为：{globals()}")
print(f"全局部的数据：{locals()}")

运行结果：

1.4 总结

• 命名空间是一个名词, 表示了一个可以声明变量的范围
• 用作域是一个动词，表示一个变量起作用的范围
• 解释器运行时，命名空间的加载顺序：内建命名空间–>全局命名空间–>局部命名空间
• 查询使用变量，查询使用顺序：内部作用域–>嵌套作用域–>全局作用域–>内建作用域,也就是Python常说的LEGB原则。查找顺序通俗的说就是：就近原则，一直找到内建作用域，找不到报：“name is not defined”

1.5 扩展LEGB

• Local,本地作用域，局部作用域的local命名空间。函数调用时创建，调用结束消亡
• Enclosing,Python2.2时引入嵌套函数，实现了闭包，这个就是嵌套函数的外部函数的命名空间
• Global，全局作用域，即一个模块的命名空间。模块被import时创建 ，解释器退出时消亡
• Build-in，内置模块的命名空间,生命周期从python解释器启动时创建到解释器退出时消亡，例如：print(open),print和open都是的变量

二、Global关键字的使用说明

在讲述什么是Global之前，让我们先来看一个例子，以下例子两条print语句分别打印什么：

x = 100
def fn1():
    x +=1
    print(f"函数内的{x}")
fn1()
print(f"变更后的{x}")

运行结果：

为什么会运行报错：X在使用前需要先分配变量值，明明我们在全局已经定义了一个X=100
原因：在python动态语言内，== 赋值即定义== ，在inner内部

• x += 1其实是一个x = x+1的赋值语句，那这个x就会函数运行在初始化进行加载，变成局部的一个变量
• 而=运算时，从左往右执行，在x=的时候已经默许了x是local variable，因此外部作用域的x=100是被屏蔽的。所以x+1中的x相当于一个没有赋值的变量，从而报错。

那么怎么解决这个问题？解决的办法一：使用global关建字将x定义为全局变量，这时在函数局部就会将x指向全局的变量x

让我们来看看具体的应用，下面的代码运行结果如何：

x = 100
def fn1():
    x = 10
    global x
    x +=1
    print(f"函数内的{x}")
fn1()
print(f"变更后的{x}")

运行结果：

为什么还是报错，我们不是已经使用了global吗？那是因为我们前面声明前加了一句：x = 10
x = 10 时会将其置为局部变量，但程序执行到global x时，发现x已经在局部定义过了，所以报错，所以我们要先声明再调用

所以我们将程序调整为：

那么问题又来了，下面的例子，global x在inner函数内可以调用吗？

x = 100
def outer():
    global x
    x +=1
    print(f"ouer的x调用结果{x}")
    def inner():
        x +=1
        print(f"inner的x调用结果{x}")
    return inner
a = outer()
a()

运行结果：

为什么报错，不是已经定义了global全局变量，同时也是局部作用域内先定义了吗？

原因：Global 定义只在全局和定义的当前作用域内起作用，所以上面的例子，global x只在全局作用域和嵌套作用域内可用，如果inner内部想调用，需要做以下调整

特别说明：

global关键字是一种破坏函数封装的方式，变量未经过传参即可在函数内部作用域内使用。所以在日常使用中，**不要使用，那我们要实现这种调用，可以用什么方式呢？python给我提供了一个关键字：Nolocal，后续我的笔记中会详细提到

到此这篇关于Python函数命名空间,作用域LEGB及Global详析的文章就介绍到这了,更多相关Python LEGB与Global内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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