python中的命名空间和变量作用域

namespace，称之为命名空间，是名称和对象之间的映射，通常以字典的形式保存变量名和其所指代的变量值之间的映射关系。

命名空间是变量名称的集合，程序在解析某个变量名称对应的值时，是通过命名空间来查找的，所以了解和掌握命名空间，有助于我们理解程序执行时的查找规则，写出符合预期的代码。

在同一个命名空间内，变量名称是唯一的，和字典的key一样，只有这样才可以保证唯一解析到正确的值，而不同命名空间是独立的，不同命名空间内变量名称的重复是允许的。

在python中，存在了3种命名空间，按照搜索的优先级，从高到低，排列如下

1. 局部命名空间，每个函数的变量，参数所构成的空间
2. 全局命名空间，模块级的变量，注意一个python脚本也是一个模块
3. 内置命名空间，python内置的常量，函数所构成的空间

对于一个变量，首先从其所在函数的局部命名空间进行查找，如果没找到，就到上一级，全局命名空间进行查找，如果还没找到，就到内置命名空间进行查找，如果连内置命名空间都找不到的话，就会抛出变量名未定义的异常，即NameError。

以上就是默认的命名空间查找规则，关于命名空间，还需要牢记一点，命名空间在定义时就已经生成。示例如下

>>> a = 2
>>> def test1():
...     print(a)
...
>>> test1()
2
>>>
>>> def test2():
...     a += 1
...     print(a)
...
>>> test2()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in test2
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

test2函数为什么没有使用全局命名空间中的a?原因就在于test2函数在定义时， 包含了一个变量a的赋值语句，这样程序认为在该函数的局部命名空间内已经存在了变量a, 而实际上是不存在，只有全局命名空间存在了变量a, 所以程序抛出了异常。

上述程序的本意是对全局命名空间的a进行操作。如果要实现这一点，就需要改变test2函数内a的命名空间。在python中，可以通过以下两个关键词来修饰变量，更改其命名空间

1. global
2. nonlocal

这两个关键词放在变量名称的开头，用于修饰变量，也称之为绑定变量，global将变量绑定在全局命名空间，nonlocal将变量绑定为非局命名空间，即全局和局部之间的命名空间，绑定之后，会直接在对应的命名空间进行查找，上述test2函数修改如下

>>> a = 2
>>> def test2():
...     global a
...     a += 1
...
>>> test2()
>>> a
3

通过global关键字，将a绑定到全局命名空间，这样程序就会在全局命名空间查找a, 也就实现了我们的目的。所以，当我们在想要修改上层命名空间的变量时，就需要用到global和nonlocal关键字了。

·end·