浅析Python的命名空间与作用域

名称空间

名称空间(namespaces)：用于存放名字与内存地址绑定关系的地方，是对栈区的划分
作用：名称空间可以使栈区中存放相同的名字，从而解决命名冲突
名称空间分为三种:

  • 内置名称空间
  • 全局名称空间
  • 局部名称空间

内置名称空间

  • 内置名称空间：用于存放Python解释器中内置的名字
  • 生命周期：Python解释器启动则产生，Python解释器关闭则销毁
  • 例如：print、input、int ...

全局名称空间

  • 全局名称空间：运行顶级代码所产生的名字，或者说除函数内定义以及内置的外，剩下的都是全局名称空间
  • 生命周期：Python文件执行时产生，Python文件执行完毕后销毁
  • 例如：
# 变量名a
a = 1

# 函数名func
def func():
  pass

# 类名MyClass
class MyClass:
  pass

局部名称空间

局部命名空间：在调用函数时，运行函数体代码过程中产生的函数内的名字
生命周期：函数调用时产生，函数调用完毕后销毁
例如：

def func(x, y):
  pass

func(1, 2)

名称空间的先后顺序

  • 名称空间加载顺序：内置名称空间 -> 全局名称空间 -> 局部名称空间
  • 名称空间销毁顺序：局部名称空间 -> 全局名称空间 -> 内置名称空间
  • 名字的查找优先级：从当前所在位置向上一层一层查找

作用域

全局作用域

全局作用域：内置名称空间、全局名称空间

特点：

  • 全局存活
  • 全局有效：被所有函数共享

局部作用域

局部作用域：局部名称空间

特点：

  • 临时存活
  • 局部有效：函数内有效

LEGB原则

找寻变量的调用顺序采用LEGB原则(即就近原则)
B —— Builtin(Python)；Python内置模块的命名空间 (内建作用域)
G —— Global(module)； 函数外部所在的命名空间 (全局作用域)
E —— Enclosing function locals；外部嵌套函数的作用域(嵌套作用域)
L —— Local(function)；当前函数内的作用域 (局部作用域)
依据就近原则,从下往上 从里向外 依次寻找

global与nonlocal

  • global：声明全局变量获修改全局变量
  • nonlocal：修改局部变量(当前函数上一层的局部变量)
# global的使用
x = 1
def func():
  global x
  x = 2
func()
print(x)

# nonlocal的使用
def func1():
  x = 1
  def func2():
    nonlocal x
    x = 2
  func2()
  print(x)
func1()

总结

  • 名称空间是对栈的一种划分，真正存在的是栈区。名称空间只是一种虚拟的划分
  • 名称空间只有优先级之分，并无没有嵌套关系
  • 名称空间的“嵌套关系”决定了名字的查找顺序
  • 名称空间的“嵌套关系”以函数定义阶段为准

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