python的命名空間

Python的命名空間是Python程序猿必須瞭解的內容，對Python命名空間的學習，將使咱們在本質上掌握一些Python中的瑣碎的規則。

接下來我將分四部分揭示Python命名空間的本質：1、命名空間的定義；2、命名空間的查找順序；3、命名空間的生命週期；4、經過locals()和globals() BIF訪問命名空間

重點是第四部分，咱們將在此部分觀察命名空間的內容。

1、命名空間

Python使用叫作命名空間的東西來記錄變量的軌跡。命名空間是一個 字典（dictionary） ，它的鍵就是變量名，它的值就是那些變量的值。

A  namespace is a mapping from names to objects. Most namespaces are currently implemented as Python dictionaries。

 

在一個 Python 程序中的任何一個地方，都存在幾個可用的命名空間。

     一、每一個函數都有着自已的命名空間，叫作局部命名空間，它記錄了函數的變量，包括函數的參數和局部定義的變量。

     二、每一個模塊擁有它自已的命名空間，叫作全局命名空間，它記錄了模塊的變量，包括函數、類、其它導入的模塊、模塊級的變量和常量。

     三、還有就是內置命名空間，任何模塊都可訪問它，它存放着內置的函數和異常。

 

2、命名空間查找順序

當一行代碼要使用變量 x 的值時，Python 會到全部可用的名字空間去查找變量，按照以下順序：

     一、局部命名空間：特指當前函數或類的方法。若是函數定義了一個局部變量 x，或一個參數 x，Python 將使用它，而後中止搜索。

     二、全局命名空間：特指當前的模塊。若是模塊定義了一個名爲 x 的變量，函數或類，Python 將使用它而後中止搜索。

     三、內置命名空間：對每一個模塊都是全局的。做爲最後的嘗試，Python 將假設 x 是內置函數或變量。

     四、若是 Python 在這些名字空間找不到 x，它將放棄查找並引起一個 NameError 異常，如，NameError: name 'aa' is not defined。

 

嵌套函數的狀況：

     一、先在當前 (嵌套的或 lambda) 函數的命名空間中搜索

     二、而後是在父函數的命名空間中搜索

     三、接着是模塊命名空間中搜索

     四、最後在內置命名空間中搜索

！！！不一樣命名空間中命名沒有任何聯繫！！！

 

示例：

 1 info = "Adress : "
 2 def func_father(country):
 3     def func_son(area):
 4         city= "Shanghai " #此處的city變量，覆蓋了父函數的city變量
 5         print(info + country + city + area)
 6     city = " Beijing "
 7     #調用內部函數
 8     func_son("ChaoYang ");
 9  
10 func_father("China ")

輸出：Adress : China Shanghai ChaoYang

以上示例中，info在全局命名空間中，country在父函數的命名空間中，city、area在本身函數的命名空間中

 

 

3、命名空間的生命週期

不一樣的命名空間在不一樣的時刻建立，有不一樣的生存期。

     一、內置命名空間在 Python 解釋器啓動時建立，會一直保留，不被刪除。

     二、模塊的全局命名空間在模塊定義被讀入時建立，一般模塊命名空間也會一直保存到解釋器退出。

     三、當函數被調用時建立一個局部命名空間，當函數返回結果 或 拋出異常時，被刪除。每個遞歸調用的函數都擁有本身的命名空間。

 

　　 若是一個命名聲明爲全局的，那麼對它的全部引用和賦值會直接搜索包含這個模塊全局命名的做用域。不然，在最裏面做用域以外找到的全部變量都是隻讀的（對這樣的變量賦值會在最裏面的做用域建立一個新 的局部變量，外部具備相同命名的那個變量不會改變）。

　　 Python 的一個特別之處在於其賦值操做老是在最裏層的做用域。賦值不會複製數據——只是將命名綁定到對象。刪除也是如此："del y" 只是從局部做用域的命名空間中刪除命名 y 。事實上，全部引入新命名的操做都做用於局部做用域。

 

示例：

 

i=1
def func2():
    i=i+1
 
func2();
#錯誤：UnboundLocalError: local variable 'i' referenced before assignment

 

因爲建立命名空間時，python會檢查代碼並填充局部命名空間。在python運行那行代碼以前，就發現了對i的賦值，並把它添加到局部命名空間中。當函數執行時，python解釋器認爲i在局部命名空間中但沒有值，因此會產生錯誤。

# 1.只是取值：
i=1
def func():
    print(i)
func()
print(i)

# 2.賦值：
# i=1
# def func1():
#     i+=1
#     print(i)
#
# func1()
# print(i)
若是內部函數有引用外部函數的同名變量或者全局變量,而且對這個變量有修改.那麼python會認爲它是一個局部變量,又由於函數中沒有gcount的定義和賦值，因此報錯

# 3.申明全局變量：global
i=1
def func2():
    global i
    i+=1
    print(i)

func2()
print(i)

結論：在函數內部進行讀值與賦值是不一樣的：

讀值：變量按照查找順序查找值，直到站到爲止，找不到就報錯，

賦值:賦值操做都是發生在函數的最內層空間，就是局部做用域，賦值只是將命名綁定到對象，這時候實際上是看不到函數的外部變量的，只有加上 global 才能找到函數外面的變量。但讀取就不須要。

 

4、命名空間的訪問

一、局部命名空間能夠 locals()  BIF來訪問。

locals 返回一個名字/值對的 dictionary。這個 dictionary 的鍵是字符串形式的變量名字，dictionary 的值是變量的實際值。

示例：

def func1(i, str ):
    x = 12345
    print(locals())
 
func1(1 , "first")

輸出：{'str': 'first', 'x': 12345, 'i': 1}

 

二、全局 (模塊級別)命名空間能夠經過 globals() BIF來訪問。

示例：

'''Created on 2013-5-26'''
 
import copy
from copy import deepcopy
 
gstr = "global string"
 
def func1(i, info):
    x = 12345
    print(locals())
 
func1(1 , "first")
 
if __name__ == "__main__":
    print("the current scope's global variables:")
    dictionary=globals()
    print(dictionary)

輸出：（我本身給人爲的換行、更換了順序，加顏色的語句下面重點說明）

{

'__name__': '__main__',

'__doc__': 'Created on 2013-5-26',  

'__package__': None, 

'__cached__': None, 

'__file__': 'E:\\WorkspaceP\\Test1\\src\\base\\test1.py', 

'__loader__': <_frozen_importlib.SourceFileLoader object at 0x01C702D0>, 

'copy': <module 'copy' from 'D:\\Python33\\lib\\copy.py'>, 

'__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 

'gstr': 'global string', 

'dictionary': {...}, 

'func1': <function func1 at 0x01C6C540>, 

' deepcopy': <function deepcopy at 0x01DB28A0>

}

 

總結

　　一、模塊的名字空間不只僅包含模塊級的變量和常量，還包括全部在模塊中定義的函數和類。除此之外，它還包括了任何被導入到模塊中的東西。

　　二、咱們看到，內置命名也一樣被包含在一個模塊中，它被稱做 __builtin__。

　　三、回想一下 from module import 和 import module 之間的不一樣。

　　　　使用 import module，模塊自身被導入，可是它保持着自已的名字空間，這就是爲何您須要使用模塊名來訪問它的函數或屬性：module.function 的緣由。

　　　　可是使用 from module import function，其實是從另外一個模塊中將指定的函數和屬性導入到您本身的名字空間，這就是爲何您能夠直接訪問它們卻不須要引用它們所來源的模塊。使用 globals 函數，您會真切地看到這一切的發生，見上面的紅色輸出語句。

 

三、 locals 與 globals 之間的一個重要的區別

locals 是隻讀的，globals 不是

示例：

def func1(i, info):
    x = 12345
    print(locals())
    locals()["x"]= 6789
    print("x=",x)
 
y=54321
func1(1 , "first")
globals()["y"]= 9876
print( "y=",y)

輸出：

{'i': 1, 'x': 12345, 'info': 'first'}

x= 12345

y= 9876

解釋：

　　locals 實際上沒有返回局部名字空間，它返回的是一個拷貝。因此對它進行改變對局部名字空間中的變量值並沒有影響。

　　globals 返回實際的全局名字空間，而不是一個拷貝。因此對 globals 所返回的 dictionary 的任何的改動都會直接影響到全局變量。

 

5、nonlocal關鍵字用來在函數或其餘做用域中使用外層(非全局)變量。

在Python 2.x中，閉包只能讀外部函數的變量，而不能改寫它。

python3中只要在閉包內用nonlocal聲明變量，就可讓解釋器在外層函數中查找變量名了

def f1():
    x=1
    def f2():
        # nonlocal  x
        x+=1
        print(x)

    print(x)
    return f2


f=f1()
f()