名称空间和作用域

名称空间(name space)

名称空间（name space）即存放名字与对象映射/绑定关系的地方。

名称空间是对栈的一种划分，真正存在的是栈区，名称空间只是一种虚拟的划分

对于x=3，python会在堆区申请内存空间存放对象3，然后将名字x与3的绑定关系存放于栈区的名称空间中，

del x表示清除该绑定关系。

python里面有很多名字空间，每个地方都有自己的名字空间，互不干扰，不同空间中的两个相同名字的变量之间没有任何联系。

名称空间一般有三种（加上闭包有四种）

内建名称空间

# 伴随python解释器的启动/关闭而产生/回收，因而是第一个被加载的名称空间，用来存放一些内置的名字，比如内建函数名
>>> max
<built-in function max> #built-in内建

全局名称空间

# 伴随python文件的开始执行/执行完毕而产生/回收，是第二个被加载的名称空间，
# 文件执行过程中产生的名字(只要不是函数内定义、也不是内置的)都会放在全局名称空间

局部名称空间

# 伴随函数的调用/结束而临时产生/回收
# 函数的形参、函数内定义的名字都会被存放于局部名称空间

名称空间的加载顺序：内置名称空间 > 全局名称空间 > 局部名称空间

名称空间的回收顺序：局部名称空间 > 全局名称空间 > 内置名称空间

名字的查找顺序：名字所在当前名称空间 向外一次一层找：

• 当前在局部：局部名称空间 > 全局名称空间 > 内置名称空间

  • 当前在全局： 全局名称空间 > 内置名称空间

很重要的四个小例子

# 实例1：若当前局部名称空间有该名字，使用局部名称空间的；若没有则使用全局名称空间内的名字，还没有则报错。
x = 10
def func():
    x = 20		# 若此行注释，则打印 10
    print(x)
    
func()		# 打印 20

# 示例2：名称空间的"嵌套"关系是以函数定义阶段为准，与调用位置无关
x = 10
def func():
    print(x)
# x = 10		# 若 x=10定义在此处，打印的依然是10 ，因为func所在的名称空间中x还是10
def foo():
    x = 20
    func()
    
foo()	# 打印 10

# 实例3：函数嵌套定义
x = 10
def f1():
    def f2():
        x = 20
        print(x)
    x = 30
    f2()
f1() # 打印20  f2自己局部就有名字x；如果注释x=20,则在f2所在层的名称空间中找x,找到x=30,打印30

# 实例4：词法分析 
x = 111
def func():
    print(x)
    x = 222

func()	# 会报错：UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

# 报错的原因是变量x定义前先使用了。变量的使用必须 ‘先定义后使用’
# 在func这个函数局部名称空间中，有变量名x  但是先先用的x 后定义的；
# 如果将‘x=222’注释，则没有语法问题打印111；这是因为在func的局部名称空间中没有找到名字x，就会在全局找x

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作用域

全局作用域&局部作用域

# 全局作用域:位于全局名称空间、内建名称空间中的名字属于全局范围，
# 该范围内的名字全局存活（除非被删除，否则在整个文件执行过程中存活）、全局有效（在任意位置都可以使用）；

# 局部作用域:位于局部名称空间中的名字属于局部范围。
# 该范围内的名字临时存活（即在函数调用时临时生成，函数调用结束后就释放）、局部有效（只能在函数内使用）。

作用域&名字查找的顺序

# 在局部作用域中查找名字时：
	局部名称空间   >    全局名称空间   >    内置名称空间
    
    
# 在全局作用域中查找名字时：
	全局名称空间   >    内置名称空间 

提示：可以调用内置函数locals()和globals()来分别查看局部作用域和全局作用域的名字，查看的结果都是字典格式。在全局作用域查看到的locals()的结果等于globals()

嵌套函数作用域

python支持函数的嵌套定义，在内嵌的函数内查找名字时，会优先查找自己局部作用域的名字，然后由内而外一层层查找外部嵌套函数定义的作用域，没有找到，则查找全局作用域。

# 在函数内，无论嵌套多少层，都可以查看到全局作用域的名字，
# 若要在函数内修改全局名称空间中名字的值，当值为不可变类型时，则需要用到global关键字

x=1
def foo():
    global x 	# 声明x为全局名称空间的名字
    x=2
foo()
print(x) 		# 结果为2


# 对于嵌套多层的函数，使用nonlocal关键字可以将名字声明为来自外部嵌套函数定义的作用域（非全局）
def  f1():
    x=2
    def f2():
        nonlocal x
        x=3
    f2()     # 调用f2(),修改f1作用域中名字x的值
    print(x) # 在f1作用域查看x

f1()

#结果
3

# nonlocal x会从当前函数的外层函数开始一层层去查找名字x，若是一直到最外层函数都找不到，则会抛出异常。

函数定义后可以在任何位置调用，但作用域的关系是在定义完函数时就已经被确定了的，与函数的调用位置无关。

x = 10
def func():
    print(x)
    
def foo():
    x = 20
    func()
    
foo()		# 打印：10