這篇主要是偏理論的文章曙咽，可能會(huì)讀著有些乏味，但是在開發(fā)過程中涤浇，卻有著舉足輕重的地位鳖藕，很多無法排出的BUG很有可能就與此相關(guān)。

1只锭、概述

A namespace is a mapping from names to objects.Most namespaces are currently implemented as Python dictionaries著恩。
命名空間是名字和對(duì)象的映射，命名空間是通過 Python Dictionary(字典) 來實(shí)現(xiàn)的蜻展。

• 命名空間提供了一個(gè)在大型項(xiàng)目下避免名字沖突的方法

• Python 中各個(gè)命名空間都是獨(dú)立的喉誊，他們之間無任何關(guān)系

• 一個(gè)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纵顾。

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同理相同的對(duì)象名可以存在不同的命名空間中：

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2敷矫、命名空間種類

命名空間的種類分為 3 類，命名空間的種類也體現(xiàn)了命名空間的生命周期汉额。三個(gè)種類及生命周期描述如下：

1）內(nèi)置名稱（built-in names）

Python 語言內(nèi)置的名稱曹仗，比如函數(shù)名 abs、char 和異常名稱 BaseException蠕搜、Exception 等等怎茫。

生命周期：

對(duì)于Python built-in names組成的命名空間，它在Python解釋器啟動(dòng)的時(shí)候被創(chuàng)建讥脐，在解釋器退出的時(shí)候才被刪除遭居；

2）全局名稱（global names）

模塊中定義的名稱，記錄了模塊的變量旬渠，包括函數(shù)俱萍、類、其它導(dǎo)入的模塊告丢、模塊級(jí)的變量和常量枪蘑。

生命周期：

對(duì)于一個(gè)Python模塊的global namespace损谦，它在這個(gè)module被import的時(shí)候創(chuàng)建，在解釋器退出的時(shí)候退出岳颇；

3）局部名稱（local names）

函數(shù)中定義的名稱照捡，記錄了函數(shù)的變量，包括函數(shù)的參數(shù)和局部定義的變量话侧。（類中定義的也是）

生命周期：

對(duì)于一個(gè)函數(shù)的local namespace栗精，它在函數(shù)每次被調(diào)用的時(shí)候創(chuàng)建，函數(shù)返回的時(shí)候被刪除瞻鹏。

注意：命名空間的生命周期取決于對(duì)象的作用域悲立，如果對(duì)象執(zhí)行完成，則該命名空間的生命周期就結(jié)束新博。因此薪夕，我們無法從外部命名空間訪問內(nèi)部命名空間的對(duì)象。例如：

命名空間分類圖如下：

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3赫悄、命名空間查找原献、創(chuàng)建、銷毀順序

3.1 查找變量

如果程序執(zhí)行時(shí)去使用一個(gè)變量 hello 埂淮，那么 Python姑隅， 查找變量順序?yàn)椋?/p>

局部的命名空間 -> 全局命名空間 -> 內(nèi)置命名空間

如果按照這個(gè)順序找不到相應(yīng)的變量，它將放棄查找并拋出一個(gè) NameError 異常：

3.2 各命名空間創(chuàng)建順序：

python解釋器啟動(dòng) ->創(chuàng)建內(nèi)建命名空間 -> 加載模塊 -> 創(chuàng)建全局命名空間 ->函數(shù)被調(diào)用 ->創(chuàng)建局部命名空間

3.3 各命名空間銷毀順序：

函數(shù)調(diào)用結(jié)束 -> 銷毀函數(shù)對(duì)應(yīng)的局部命名空間 -> python虛擬機(jī)（解釋器）退出 ->銷毀全局命名空間 ->銷毀內(nèi)建命名空間

4同诫、命名空間總結(jié)

一個(gè)模塊的引入粤策，函數(shù)的調(diào)用，類的定義都會(huì)引入命名空間误窖，函數(shù)中的再定義函數(shù)叮盘，類中的成員函數(shù)定義會(huì)在局部namespace中再次引入局部namespace。

二霹俺、作用域

1柔吼、概述

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(gè) Python 程序可以直接訪問命名空間的正文區(qū)域。

• Python 程序中丙唧，直接訪問一個(gè)變量愈魏，會(huì)從內(nèi)到外依次訪問所有的作用域直到找到，否則會(huì)報(bào)未定義的錯(cuò)誤想际。

• Python 中培漏，程序的變量并不是在哪個(gè)位置都可以訪問的，訪問權(quán)限決定于這個(gè)變量是在哪里賦值的胡本。

• Python 中牌柄， 變量的作用域決定了在哪一部分程序可以訪問哪個(gè)特定的變量名稱

2、作用域種類

作用域分為4類侧甫，分別如下：

• L（Local）：最內(nèi)層珊佣，包含局部變量蹋宦，比如一個(gè)函數(shù)/方法內(nèi)部。

• E（Enclosing）：包含了非局部(non-local)也非全局(non-global)的變量咒锻。比如兩個(gè)嵌套函數(shù)冷冗，一個(gè)函數(shù)（或類） A 里面又包含了一個(gè)函數(shù) B ，那么對(duì)于 B 中的名稱來說 A 中的作用域就為 nonlocal惑艇。

• G（Global）：當(dāng)前腳本的最外層蒿辙，比如當(dāng)前模塊的全局變量。

• B（Built-in）：包含了內(nèi)建的變量/關(guān)鍵字等滨巴，最后被搜索须板。

作用域規(guī)則順序?yàn)椋篖->E->G->B 如果變量在局部內(nèi)找不到，便會(huì)去局部外的局部找（例如閉包）兢卵，再找不到就會(huì)去全局找，再找不到就去內(nèi)置中找绪颖，如下圖所示：

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3秽荤、全局作用域和局部作用域

局部作用域 （Local）是腳本中的最內(nèi)層，包含局部變量柠横，比如一個(gè)函數(shù)或方法內(nèi)部窃款。閉包函數(shù)外函數(shù)（Enclosing）包含了非局部(non-local)也非全局(non-global)的變量。全局作用域（Global）是當(dāng)前腳本的最外層牍氛，如當(dāng)前模塊的全局變量晨继，實(shí)例如下：

以上實(shí)例展示的是全局作用域和閉包函數(shù)中的函數(shù)，以及函數(shù)中的局部作用域搬俊，對(duì)于函數(shù) inner() 來說紊扬，outer() 中的作用域?yàn)?non-local

4、內(nèi)建作用域

Python 中的內(nèi)建作用域（Built-in）：包含了內(nèi)建的變量/關(guān)鍵字等唉擂，最后被搜索

內(nèi)建作用域是通過一個(gè)名為 builtin 的標(biāo)準(zhǔn)模塊來實(shí)現(xiàn)的餐屎，但是這個(gè)變量名自身并沒有放入內(nèi)置作用域內(nèi)，所以必須導(dǎo)入這個(gè)文件才能夠使用它玩祟。在Python3.0中腹缩，可以使用以下的代碼來查看到底預(yù)定義了哪些變量:

Python 中只有模塊（module），類（class）以及函數(shù)（def空扎、lambda）才會(huì)引入新的作用域藏鹊，其它的代碼塊（如 if/elif/else/、try/except转锈、for/while等）是不會(huì)引入新的作用域的盘寡，也就是說這些語句內(nèi)定義的變量，外部也可以訪問黑忱，如下:

實(shí)例中 result 變量定義在 if 語句塊中宴抚，但外部還是可以訪問的勒魔。

如果將 result 定義在函數(shù)中，則它就是局部變量菇曲，外部不能訪問冠绢，在代碼中會(huì)報(bào)錯(cuò)運(yùn)行出異常：

從以上報(bào)錯(cuò)信息看出，name2 未定義常潮，因?yàn)閚ame2 是函數(shù)names() 中的局部變量弟胀，只能在函數(shù)內(nèi)部調(diào)用，外部不能調(diào)用函數(shù)中的局部變量喊式。

5孵户、全局變量和局部變量

• 全局變量：定義在函數(shù)外部擁有全局作用域的變量

• 局部變量：定義在函數(shù)內(nèi)部擁有局部作用域的變量

局部變量只能在其被聲明的函數(shù)內(nèi)部訪問，而全局變量可以在整個(gè)程序范圍內(nèi)訪問岔留。調(diào)用函數(shù)時(shí)夏哭，所有在函數(shù)內(nèi)聲明的變量名稱都將被加入到作用域中。如下實(shí)例：

6献联、global 和 nonlocal關(guān)鍵字

當(dāng)內(nèi)部作用域想修改外部作用域的變量時(shí)竖配，就要用到global和nonlocal關(guān)鍵字了。

變量訪問順序：
當(dāng)前作用域局部變量->外層作用域變量->再外層作用域變量->......->當(dāng)前模塊全局變量->pyhton內(nèi)置變量

• global:全局變量,當(dāng)局部作用域改變?nèi)肿兞坑胓lobal里逆，同時(shí)global還可以定義新的全局變量

• nonlocal:外層嵌套函數(shù)的變量,nonlocal不能定義新的外層函數(shù)變量进胯，只能改變已有的外層函數(shù)變量,同時(shí)nonlocal不能改變?nèi)肿兞?/p>

6.1 修改全局變量

以上實(shí)例輸出結(jié)果為：

6.2 修改嵌套作用域

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(guān)鍵字

以上實(shí)例輸出：

另外還有一種特殊情況原押，以下這段代碼有語法錯(cuò)誤胁镐，運(yùn)行會(huì)報(bào)一個(gè)異常：

程序執(zhí)行異常：

錯(cuò)誤信息為局部作用域引用錯(cuò)誤，因?yàn)?test 函數(shù)中的 a 使用的是局部變量诸衔，未定義盯漂，無法修改。將　a 修改為全局變量笨农，通過函數(shù)參數(shù)傳遞宠能，程序就可以正常執(zhí)行，輸出結(jié)果為：

程序輸出結(jié)果為：

另一種解決辦法是加 global 關(guān)鍵字：

輸出結(jié)果為：

6.3 global 和 nonlocal 的區(qū)別

• 兩者的功能不同磁餐。global關(guān)鍵字修飾變量后標(biāo)識(shí)該變量是全局變量违崇，對(duì)該變量進(jìn)行修改就是修改全局變量，而nonlocal關(guān)鍵字修飾變量后標(biāo)識(shí)該變量是上一級(jí)函數(shù)中的局部變量诊霹，如果上一級(jí)函數(shù)中不存在該局部變量羞延，nonlocal位置會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤（最上層的函數(shù)使用nonlocal修飾變量必定會(huì)報(bào)錯(cuò)）。

• 兩者使用的范圍不同脾还。global關(guān)鍵字可以用在任何地方伴箩，包括最上層函數(shù)中和嵌套函數(shù)中，即使之前未定義該變量鄙漏，global修飾后也可以直接使用嗤谚，而nonlocal關(guān)鍵字只能用于嵌套函數(shù)中棺蛛，并且外層函數(shù)中定義了相應(yīng)的局部變量，否則會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤

總結(jié)

本節(jié)給大家介紹了 Python 命名空間和作用用戶的介紹與簡單應(yīng)用巩步，在 Python 開發(fā)實(shí)戰(zhàn)中對(duì)命名空間和作用域的運(yùn)用比較廣泛旁赊，謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給在 Python 學(xué)習(xí)道路上的道友，希望對(duì)大家有一絲幫助椅野。