二、名称空间、作用域、加载顺序、取值顺序。

一、命名空间

• Python使用叫做命名空间的东西来记录变量的轨迹。命名空间是一个 字典（dictionary） ，它的键就是变量名，它的值就是那些变量的值。
• 当程序运行时，代码从上之下一次执行，他会将变量与值的关系存储在一个空间中，这个空间叫做名称空间，命名空间，全局名称空间。

在一个 Python 程序中的任何一个地方，都存在几个可用的命名空间。

• 每个函数都有着自已的命名空间，叫做局部命名空间，它记录了函数的变量，包括函数的参数和局部定义的变量。
• 每个模块拥有它自已的命名空间，叫做全局命名空间，它记录了模块的变量，包括函数、类、其它导入的模块、模块级的变量和常量。
• 还有就是内置命名空间，任何模块均可访问它，它存放着内置的函数和异常，内置命名空间中存放了python解释器为我们提供的名字：input,print,str,list,tuple...它们都是我们熟悉的，拿过来就可以用的方法。

二、命名空间查找

当一行代码要使用变量 x 的值时，Python 会到所有可用的名字空间去查找变量，按照如下顺序：

• 局部命名空间：特指当前函数或类的方法。如果函数定义了一个局部变量 x，或一个参数 x，Python 将使用它，然后停止搜索。
• 全局命名空间：特指当前的模块。如果模块定义了一个名为 x 的变量，函数或类，Python 将使用它然后停止搜索。
• 内置命名空间：对每个模块都是全局的。作为最后的尝试，Python 将假设 x 是内置函数或变量。
• 如果 Python 在这些名字空间找不到 x，它将放弃查找并引发一个 NameError 异常，如，NameError: name 'aa' is not defined。

三、函数的嵌套

1. 先在当前 (嵌套的或 lambda) 函数的命名空间中搜索；
2. 然后是在父函数的命名空间中搜索；
3. 接着是模块命名空间中搜索；
4. 最后在内置命名空间中搜索；

示例1：

info = "Adress : "
def func_father(country):
    def func_son(area):
        city= "Shanghai " #此处的city变量，覆盖了父函数的city变量
        print(info + country + city + area)
    city = " Beijing "
    #调用内部函数
    func_son("ChaoYang ");
 
func_father("China ")

#输出结果
Adress : China Shanghai ChaoYang

以上示例中，info在全局命名空间中，country在父函数的命名空间中，city、area在自己函数的命名空间中。
示例2：

def func1():
    print(666)

def func2():
    func1()
    print(333)

def func3():
    func2()
    print(222)
print(111)
func3()
print(555)

def func1():
    name = 'alex'
    print(name)
    def func2():
        name1 = '太白'
        print(333)
    print(444)
    func2()
func1()

#输出结果：
666
222
alex
333

四、命名空间的生命周期

1. 内置命名空间在 Python 解释器启动时创建，会一直保留，不被删除。
2. 模块的全局命名空间在模块定义被读入时创建，通常模块命名空间也会一直保存到解释器退出。
3. 当函数被调用时创建一个局部命名空间，当函数返回结果 或 抛出异常时，被删除。每一个递归调用的函数都拥有自己的命名空间。

　　Python 的一个特别之处在于其赋值操作总是在最里层的作用域。赋值不会复制数据——只是将命名绑定到对象。删除也是如此："del y" 只是从局部作用域的命名空间中删除命名 y 。事实上，所有引入新命名的操作都作用于局部作用域。
示例：

i=1
def func2():
    i=i+1
 
func2()

#输出结果：
#错误：UnboundLocalError: local variable 'i' referenced before assignment

由于创建命名空间时，python会检查代码并填充局部命名空间。在python运行那行代码之前，就发现了对i的赋值，并把它添加到局部命名空间中。当函数执行时，python解释器认为i在局部命名空间中但没有值，所以会产生错误。

def func3():
　　y=123
　　del y
　　print(y)

func3()

#输出结果：
#错误：UnboundLocalError: local variable 'y' referenced before assignment
#去掉"del y"语句后，运行正常

五、作用域

作用域就是作用范围，按照生效范围可以分为全局作用域和局部作用域。

5.1:全局作用域：

• 内置名称空间。
• 全局名称空间。
• 包含内置名称空间、全局名称空间，在整个文件的任意位置都能被引用、全局有效。

5.2:局部作用域：

• 局部名称空间。
• 局部名称空间，只能在局部范围内生效。

六、加载顺序

内置命名空间(程序运行前加载)  - ->  全局命名空间(程序运行中：从上到下加载)  - ->  局部命名空间(程序运行中：调用时才加载)

七、取值顺序（单向不可逆）

在局部调用：

• 局部命名空间 - -> 全局命名空间 - ->内置命名空间

在全局调用：

• 全局命名空间 - ->内置命名空间

综上所述，在找寻变量时，从小范围，一层一层到大范围去找寻。

八、内置函数locals和globals 

• globals() 返回一个字典，字典里面的内容是全局作用域的内容。
• locals():返回一个字典，当前位置 的所有变量。

示例：

name = 'alex'
age = 1000
sex = '男'

def func1():
    name1 = 'oldboy'
    age = 10000
    print(globals())
    print(locals())

func1()
#输出结果：
3
2

print(globals())
print(locals())
def func1():
    name1 = 'oldboy'
    age = 10000
    def func2():
        name2 = 'wusir'
        age2 = 25
        print(globals())
        print(locals())
    func2()
func1()

#输出结果：
3
2

locals 与 globals 之间的区别

• locals 是只读的，globals 不是。

示例：

def func1(i, info):
    x = 12345
    print(locals())
    locals()["x"]= 6789
    print("x=",x)
 
y=54321
func1(1 , "first")
globals()["y"]= 9876
print( "y=",y)

输出结果：
{'i': 1, 'x': 12345, 'info': 'first'}
x= 12345
y= 9876

解释：

　　locals 实际上没有返回局部名字空间，它返回的是一个拷贝。所以对它进行改变对局部名字空间中的变量值并无影响。

　　globals 返回实际的全局名字空间，而不是一个拷贝。所以对 globals 所返回的 dictionary 的任何的改动都会直接影响到全局变量。

九、命名空间的访问

9.1:global关键字

• 声明一个全局变量。
• 在局部作用域想要对全局作用域的全局变量进行修改时，需要用到 global(限于字符串，数字)。
• 对可变数据类型（list，dict，set）可以直接引用不用通过global。
• 全局 (模块级别)命名空间可以通过 globals() BIF来访问。
• 返回一个字典，字典里面的内容是全局作用域的内容。

global关键字举例：

def func():
    global a
    a = 3
func()
print(a)


count = 1
def search():
    global count
    count = 2
search()
print(count)

#输出结果：
2

对于可变数据类型的应用举例：

li = [1,2,3]
dic = {'a':'b'}

def change():
    li.append('a')
    dic['q'] = 'g'
    print(dic)
    print(li)
change()
print(li)
print(dic)

#输出结果
{'a': 'b', 'q': 'g'}
[1, 2, 3, 'a']
[1, 2, 3, 'a']
{'a': 'b', 'q': 'g'}

9.2:nonlocal关键字

• 不能修改全局变量。
• 在局部作用域中，对父级作用域（或者更外层作用域非全局作用域）的变量进行引用和修改，并且引用的哪层，从那层及以下此变量全部发生改变。
• locals 返回一个名字/值对的 dictionary。这个 dictionary 的键是字符串形式的变量名字，dictionary 的值是变量的实际值。
• 返回一个字典，当前位置 的所有变量。

nonlocal关键字举例：

def add_b():
    b = 42
    def do_global():
        b = 10
        print(b)
        def dd_nonlocal():
            nonlocal b
            b = b + 20
            print(b)
        dd_nonlocal()
        print(b)
    do_global()
    print(b)
add_b()

#输出结果：
30
42