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函数的名称空间与作用域

发布于2019-10-28 15:53     阅读(1112)     评论(0)     点赞(23)     收藏(0)


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一 名称空间

名称空间即存放名字与对象映射/绑定关系的地方。要想访问一个变量的值,必须先去名称空间中拿到对应的名字才能够访问变量的值,对于x=3,Python会申请内存空间存放对象3,然后将名字x与3的绑定关系存放于名称空间中,del x表示清除该绑定关系。

在程序执行期间最多会存在三种名称空间

1.1 内建名称空间

伴随python解释器的启动/关闭而产生/回收,因而是第一个被加载的名称空间,用来存放一些内置的名字,比如内建函数名

>>> max
<built-in function max> #built-in内建
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1.2 全局名称空间

伴随python文件的开始执行/执行完毕而产生/回收,是第二个被加载的名称空间,文件执行过程中产生的名字都会存放于该名称空间中,如下名字

import sys #模块名sys

x=1 #变量名x

if x == 1:
    y=2 #变量名y

def foo(x): #函数名foo
    y=1
    def bar():
        pass

Class Bar: #类名Bar
    pass    
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1.3 局部名称空间

伴随函数的调用/结束而临时产生/回收,函数的形参、函数内定义的名字都会被存放于该名称空间中,也就是函数体内创建的名字都属于局部名称空间

def foo(x):
    y=3 #调用函数时,才会执行函数代码,名字x和y都存放于该函数的局部名称空间中
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名称空间的加载顺序是:内置名称空间->全局名称空间->局部名称空间,而查找一个名字,必须从三个名称空间之一找到,查找顺序为:局部名称空间->全局名称空间->内置名称空间。

二 作用域

2.1 全局作用域与局部作用域

按照名字作用范围的不同可以将三个名称空间划分为两个区域:

  1. 全局作用域:位于全局名称空间、内建名称空间中的名字属于全局范围,该范围内的名字全局存活(除非被删除,否则在整个文件执行过程中存活)、全局有效(在任意位置都可以使用);
  2. 局部作用域:位于局部名称空间中的名字属于局部范围。该范围内的名字临时存活(即在函数调用时临时生成,函数调用结束后就释放)、局部有效(只能在函数内使用)。

2.2 作用域与名字查找的优先级

在局部作用域查找名字时,起始位置是局部作用域,所以先查找局部名称空间,没有找到,再去全局作用域查找:先查找全局名称空间,没有找到,再查找内置名称空间,最后都没有找到就会抛出异常

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()#结果为300
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在全局作用域查找名字时,起始位置便是全局作用域,所以先查找全局名称空间,没有找到,再查找内置名称空间,最后都没有找到就会抛出异常

x=100
def foo():
    x=300 #在函数调用时产生局部作用域的名字x
foo()
print(x) #在全局找x,结果为100
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提示:可以调用内建函数locals()和globals()来分别查看局部作用域和全局作用域的名字,查看的结果都是字典格式。在全局作用域查看到的locals()的结果等于globals()

Python支持函数的嵌套定义,在内嵌的函数内查找名字时,会优先查找自己局部作用域的名字,然后由内而外一层层查找外部嵌套函数定义的作用域,没有找到,则查找全局作用域

x=1
def outer():
    x=2
    def inner(): # 函数名inner属于outer这一层作用域的名字
        x=3
        print('inner x:%s' %x)

    inner()
    print('outer x:%s' %x)

outer() 
#结果为
inner x:3
outer x:2
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在函数内,无论嵌套多少层,都可以查看到全局作用域的名字,若要在函数内修改全局名称空间中名字的值,当值为不可变类型时,则需要用到global关键字

x=1
def foo():
    global x #声明x为全局名称空间的名字
    x=2
foo()
print(x) #结果为2
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当实参的值为可变类型时,函数体内对该值的修改将直接反应到原值,

num_list=[1,2,3]
def foo(nums):
    nums.append(5)

foo(num_list)
print(num_list)
#结果为
[1, 2, 3, 5]
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对于嵌套多层的函数,使用nonlocal关键字可以将名字声明为来自外部嵌套函数定义的作用域(非全局)

def  f1():
    x=2
    def f2():
        nonlocal x
        x=3
    f2() #调用f2(),修改f1作用域中名字x的值
    print(x) #在f1作用域查看x

f1()

#结果
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nonlocal x会从当前函数的外层函数开始一层层去查找名字x,若是一直到最外层函数都找不到,则会抛出异常。

三 生命周期

内置名称空间:
只要python解释器已启动立马创建, 关闭python解释器的时候内置名称空间自动销毁
全局名称空间:只要你右键运行py文件会自动创建   py文件程序运行结束自动销毁 
局部名称空间:函数被调用的时候自动创建  函数指向结束立即销毁(动态创建动态销毁)
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作者:83748wuw

链接: https://www.pythonheidong.com/blog/article/147115/00e7780c9a5c30d218b6/

来源: python黑洞网

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