Python3 命名空间/作用域学习笔记

Python中的命名空间是一个名称到对象的映射，它允许我们在程序中使用符号名称来引用变量、函数、类等其他对象。Python中的每个名称都位于某个命名空间中，并且命名空间可以包含其他命名空间。

命名空间的种类

内置命名空间

内置命名空间是由解释器提前定义的，包含所有内置函数、模块、变量等。可以使用 dir() 函数列出内置命名空间中的所有对象。

例如：

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print(dir(__builtins__))

全局命名空间

全局命名空间是在整个程序中都可以访问的命名空间，通常位于模块级别，可以使用 globals() 函数查看全局命名空间。

例如：

pythonCopy Code
a = 1
print(globals())

局部命名空间

局部命名空间是在函数体中声明的命名空间，只能在函数体内部访问。在函数被调用时创建，函数返回后被销毁，可以使用 locals() 函数查看局部命名空间。

例如：

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def test():
    x = 1
    print(locals())

test()

作用域

作用域是指在程序中访问命名空间中的名称的区域。Python中有四种作用域，分别是：

L （Local）：局部作用域，即函数内部定义的名称。
E （Enclosing）：嵌套作用域，即包含当前函数的其他函数的命名空间。
G （Global）：全局作用域，即模块顶层定义的名称。
B （Built-in）：内置作用域，即任何模块都不需要导入就可以使用的名称。

Python中的名称查找是按照 LEGB 规则进行的，即先在局部作用域中查找，然后是嵌套作用域，接着是全局作用域，最后是内置作用域。

例如：

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a = 1

def outer():
    b = 2
    
    def inner():
        c = 3
        print(a, b, c)
        
    inner()

outer()

输出结果为：1 2 3。

实例

假设现在我们要编写一个程序，求一个数的平方和，代码如下：

pythonCopy Code
sum = 0

def square(x):
    global sum
    sum += x ** 2

for i in range(1, 6):
    square(i)

print(sum)

在该程序中，我们使用了全局变量 sum，同时也在函数中定义了局部变量 x。由于 sum 是全局变量，因此我们需要使用 global 关键字告诉解释器在函数中使用该变量。在函数 square 中，我们计算了参数 x 的平方并加到了全局变量 sum 中。最后输出全局变量 sum 的值，即 1^2 + 2^2 + 3^2 + 4^2 + 5^2 的值 55。

参考资料

Python3 命名空间和作用域