Python 命名空间和作用域!偏冷门的知识点,你知道吗?

本文说下自己对 Python 命名空间和作用域的理解。

注意:内容基于 Python 3.6

命名空间

A namespace is a mapping from names to objects.

命名空间,直译是名称到对象(比如数字、字符串等)的映射,(我的理解是)这些名称构成一个命名空间。一般有三种命名空间

内置名称(built-in names), Python 语言内置的名称,比如函数名 abs、char 和异常名称 BaseException、Exception 等等。

全局名称(global names),模块中定义的名称。

局部名称(local names),函数中定义的名称。(类中定义的也是)

看个例子就清楚了

命名空间的生命周期各不相同

内置命名空间在编译器启动开始建立,直到程序结束

全局命名空间,在模块文件读入后建立,直到程序结束。

局部命名空间,在函数被调用后建立,函数退出时结束。递归函数每次调用都会建立不同的命名空间。对于类来说类似,实例化后建立,实例销毁后结束。

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作用域

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,是 Python 代码中的一段文本区域,在这个区域里能「直接」访问一个命名空间中的名称。所谓「直接」,就是只要给出名称(如 some_name)就能找到命名空间中的对应的名称,而不需要使用类似 modulename.subname 或是 object.attribute 等这样的方式。

有四种作用域:

local scope,最内层,包含 local names,(搜索名称时)最先被搜索

nonlocal scope, 如果一个函数(或类) A 里面又包含了一个函数 B ,那么对于 B 中的名称来说 A 中的作用域就为 nonlocal

global scope,包含 global names

builtin scope, 包含 built-in names,最后被搜索

其中,需要强调的是 local scope 和 nonlocal scope 是一个相对的概念。如果一个模块中,函数 A 直接包含了函数 B , B 又直接包含了函数 C 。如果以 C 中的名称作为参考,那么 C 中的作用域为 local scope,则 B 中的作用域就为 nonlocal scope。如果以 B 中的名称作为参考,那么 B 中的作用域是 local scope, 则 A 中的作用域为 nonlocal。如果以 A 中的名称作为参考,那么 A 中的作用域是 local scope,不过要注意,模块中的作用域始终为 global scope,这时并没有 nonlocal scope。

对于赋值操作,默认都是操作当前作用域中包含的名称。假设现在在 local scope,如果要对 nonlocal scope 包含的名称进行赋值,则要用 nonlocal 关键字。如果要对 global scope 中包含的名称赋值要用 global 关键字。需要注意的是,如果在某个作用域内没有对应的名称,则在对应的作用域中会新增。 下面的例子可以帮你理解赋值操作

输出为

对应读值操作,都是由内到外进行搜索。即 local scope -> nonlocal scope -> global scope -> builtin scope,如果都找不到对应的名称,则报错。

如果要读取指定作用域的名称,则可以使用对应的 nonlocal 或 global 关键字,如果对应作用域找不到该名称,则直接报错。

当然,如果当前作用域已有同名的名称,就不能使用这 nonlocal 或 global 了,否则会报错。

第一个报的是语法错误,而第二个是运行时报的错误。这说明了一个问题:局部名称的查找是编译时就确定的,而全局名称和内置名称的查找都是在运行时确定的。(这里只是指出来,了解下就行,暂时没必要深入)

小结

个人觉得,没必要太在意命名空间和作用域的定义,之所以有命名空间的说法,只是为了引入作用域的概念。

我们只需要清楚两个方面的内容:一是,哪个作用域包含哪些名称;二是,相反的,赋值和读值的时候它又是指向哪个作用域,并理解 nonlocal 和 global 的使用。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20180905A0WEMV00?refer=cp_1026
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