python作用域初探

2021-07-25 03:42:43 字數 4076 閱讀 3932

前言：在正式**前先丟擲幾個基本的概念，這幾個概念是官方文件中有宣告的概念，不過這些概念都包含有自己的一些理解，所以難免有些不太準確，請大家多多指正。

1.基本概念：

命名空間：名稱到物件值的乙個對映空間。

作用域：乙個**塊區域，此**塊區域可以訪問某些命名空間（訪問就是基於作用域）。

直接訪問：通過不加字首就可以訪問某個變數。（這就是我們討論作用域的目的）

屬性訪問：通過字首來訪問某個變數，如：copy.deepcopy()表示從copy的命名空間中找到變數deepcopy並使用。

請記住：作用域可以訪問多個命名空間（層層訪問），

某個命名空間是依賴某個作用域生成（不完全正確）。

2.變數搜尋路徑

我們執行**時就是要找到當前作用域可以直接訪問的命名空間，找到這個對應關係就可以確定變數的搜尋路徑，那麼變數對應的值就可以找到並使用，並且各個命名空間的變數不會互相影響。

那麼對於乙個**塊，它可以直接訪問（不是屬性訪問）到的命名空間有哪些呢？實際上這個訪問順序遵循乙個叫legb-rule的規則：

（1）先在區域性作用域對應的命名空間尋找，比如乙個函式內部的**塊就會首先在自己函式內部的命名空間尋找

（2）如果區域性作用域沒找到，它就會進入上一層作用域

（還不是全域性作用域）

對應的命名空間尋找，比如閉包結構就是這種情況

（3）接著會在全域性作用域尋找，即當前模組的命名空間

（4）最後會

__builtin__內建集合中尋找。

說到這裡其實作用域就已經說完了，如果在乙個**塊中，它呼叫乙個變數，然後挨個層級搜尋不就完了，找不到就報錯，找到就使用，這有什麼難的？如果真這麼簡單，那我怎麼還會寫這篇文章。

首先來看第乙個栗子：

栗子1：


a = "global var"


def f():


b = "local val"


def f2():


b = "abc"


print(a)


print(b)


f2()


print(b)


f()#輸出結果：


#global


#abc


#local val

解釋一下以上執行過程，在遇到print(a)時，此時是在f2這個函式的區域性作用域中，沒有搜尋到a，然後往上層的作用域也就是f函式的作用域尋找，也沒有找到，接著到達全域性作用域尋找，找到了a = "global var"。在遇到print(b)時此時也在f2這個函式的作用域中，找到了b = "abc"。接著在f2()執行完後，執行第二個print(b)它首先在f函式的作用域中尋找（閉包的空間），找到了b = "local val"。是不是很簡單？其實還沒完，如果我在這樣修改呢？

栗子2：


a = "global var"


def f():


def f2():


print(a)


a = "local var"


f2()


f()#輸出：unboundlocalerror: local variable 'a' referenced before assignment
這是為什麼呢？這是因為雖然python是一門動態語言但是為了提高效率，python會把一些工作在編譯時就完成，而不會等到動態執行時才完成。比如在建立區域性變數時，還沒有執行某**塊的語句，區域性命名空間就建立好了。在這個栗子中，當**執行剛進入f2時在f2內就建立了乙個命名空間將變數a新增進去，還沒實際賦值（這裡我不了解底層的實現原理），但是執行print(a)時卻找不到a的實際值，因為還沒有實際執行a = 「local var"。

記住以上兩個栗子你就大概了解了命名空間和作用域的聯絡和作用。

有的童鞋可能會想，既然可以訪問各個命名空間，那麼是否可以修改命名空間的變數值呢？答案是肯定的，這就要借助global和nonlocal語句。

global語句，直接操作全域性命名空間的變數。

栗子3：


a = 11


def f():


def f2():


global a #在此作用域內可以操作全域性作用域的變數


a = 22


print(a)


f2()


f()print(a)


#輸出#22


#22
nonlocal語句，直接操作上層命名空間和本層命名空間的變數。

栗子4：


b = 11


def f():


b = 22


def f2():


nonlocal b


b = 33


print(b)


f2()


print(b)


f()print(b)


#輸出#33 


#33 #證明修改b有效


#11 #沒有修改全域性命名空間的b
是不是感覺對命名空間和作用域瞭如指掌，我們再來看看類空間。

粒子5：


class student(object):


a = 123


print(a)


def func():


print(a)


student.func()


#輸出：nameerror: name 'a' is not defined
這說明func函式根本就找不到a變數，但是不是按照legb規則不是能找到的嗎？這裡類空間有點特殊，類空間建立了乙個命名空間但是卻沒有作用域，這就決定了誰都無法直接訪問到它，除了在它的空間。我們把**這樣修改一下

栗子6：


class student(object):


a = 123


print(a)


def func():


print(student.a)


student.func()


#輸出：123
這樣就可以訪問了，student.a表示訪問student這個命名空間的a變數。這裡說明類和函式的執行機制不相同，函式被建立後不會立刻被執行但是會建立對應的命名空間和作用域，但是類在建立後會被立刻執行，因為類是以後例項被建立的基礎，這樣可以提高效率和降低邏輯複雜度。

栗子7：


class student(object): 


a = 123


print(a)


print(student.a)


#輸出：nameerror: name 'student' is not defined
因為student類還沒有被建立成功，只有把類的**塊執行完成後，類才算建立成功，後面的例項才能依次建立。

栗子8：


a = 1


class student(object):


print(a)


a = 123


#輸出：1
沒有報錯，說明類空間的命名空間是動態建立的。

總結：

命名空間：名稱到物件值的乙個對映空間。

作用域：乙個**塊區域，此**塊區域可以訪問某些命名空間（訪問就是基於作用域）。

作用域可以訪問多個命名空間（層層訪問），某個命名空間是依賴某個作用域生成（類空間是不是）。

命名空間的搜尋遵循legb-rule，依次搜尋。

作用域與命名空間的生成是在**動態執行之前，不是在執行的過程中（如栗子2），但是類空間例外（如栗子8）。

類空間只會生成命名空間，不會生成作用域，因此在除在類空間以外的訪問都需要通過類名的屬性訪問。

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