函数的命名空间和作用域

一、函数的命名空间

命名空间：name space是从名称（name）到对象（object）上的映射。

当一个name映射到一个object上时，这个name和这个object就有了绑定（bind）关系，或者说这个name指向了这个object。

每个name只对应一个object，而一个object可有多个名字。这就是类与实例的关系。

不同的命名空间在不同的时刻被创建，并且有不同的生命周期。

内置的命名空间在python解释器启动的时候创建的，并且一直保留，不会删除。

在python程序中的任何地方，都存在着命名空间。

python中有三种命名空间：

局部命名空间：函数内的名称空间就是局部的。

全局命名空间：写在函数外面的变量名。模块内的命名空间就是全局的。

内置命名空间：python解释器启动时创建的，包括异常内型、内建函数和特殊方法，可以在代码中的任何地方调用。

函数外面的变量可以在函数里面调用，函数里面的变量不能在外边用，因为有独自的作用域。

注意循环体内不会创建作用域。 

 

名称空间的加载顺序：

a.python解释器首先运行起来，加载所有内置命名空间中的名字。

b.然后按照顺序加载全局命名空间

c.局部命名空间随函数的调用而创建，随着函数的结束而消除。

 

命名空间的查找顺序：

a.如果在函数内调用一个变量，先在函数内（局部命名空间）查找，如果没有找到则去函数外部（全局命名空间）查找，如果还是没有找到，则去内置命名空间中查找，内置空间再找不到那就只有报错。

b.如果在函数外调用一个一个变量，先查全局命名空间，也就是本地，如果没有找到，那就去内置命名空间中查找，这里找不着也没辙。

 

二、函数的作用域

作用域：一个名字可以使用的区域范围。

全局作用域：内置名字空间和全局名字空间中的名字都属于全局作用域
局部作用域：局部名字空间中的名字属于局部作用域。
局部作用域可以使用全局作用域中的变量
而全局作用域不能使用局部作用域中的变量
局部作用域中的变量又可以被更小的作用域所调用
作用域链：小范围作用域可以使用大范围的变量，但作用域链是单向的，不能反向。

globals()：保存了在全局域中的名字和值，无论在哪打印值都一样
locals()：保存了当前作用域中变量，根据执行的位置来决定作用域中的内容
如果在全局执行，globals()和locals()的结果是相同的

global ：声明参数是全局变量

nonlocal ：调用最近的这个参数

 

用几个例子来演示：

（1）代码的加载顺序

#代码执行的顺序
def func2():                             #1  读取函数
    print('my name is func2')             #5
    print('多写一行')                             #6   
    if True:                                          #7
        print('又多写了一行')                      #8
    return 'func2的返回值'                        #9

def func():                              #2
    ret = func2()                            #4   调用函数
    print(ret)                                            #10
    n = 20                                                  #11
    print(n)                                                   #12   

func()                                     #3  执行函数

 

（2）函数的镶嵌

def func():
    def kebi():
        print('我是科比.布莱恩特')
    kebi()    #要想调用kebi,必须先要再func()里面调用

func()

 

（3）作用域

n = 1
def func():
    print(n)      #会报错，在圈子里不能改变圈子外的值
    n = n+1

func()
#理解下面
n = 100
def func():
    n = 200
    print(n)
func()
#上面代码不会报错，本质原因是有2个n，局部作用域与全局作用域各一个

n = 1
def func():
    global n    #用global来声明这是一个全局变量
    n = n+1
    print(n)

func()

结果：
2

如果想调用局部中的变量

n = 0
def func1():
    n = 1
    def func2():
        nonlocal n  #调用就近的一个局部变量，不会调用全局变量
        n +=1
    func2()
    print(n)
func1()
print(n)

结果：
2
0

 

三、函数的名字

函数名可以赋值

def foo(sr):
    print(sr*2)
bar = foo
bar(123)

结果：
246

 

可以作为一个数据结构的元素

def foo(sr):
    print(sr*2)
lst = [1,2,foo,5]
print(lst)

结果：
[1, 2, <function foo at 0x000002DD65CE4048>, 5]

 <function foo at 0x000002DD65CE4048> foo的内存地址

 

函数可以作为一个函数的参数

def foo(sr):
    print(sr*2)
def bar(lst):
    return lst
print(bar(foo))

结果：
<function foo at 0x000002AE437C4048>

 

函数的名字可以作为一个函数的返回值

def foo(sr):
    print(sr*2)
def bar():
    return foo
print(bar())

结果：
<function foo at 0x000001DF93844048>