变量作用域

2018-01-21 本文已影响0人 Gaterny

python的域规则

-变量作用域：在Python程序中创建、改变、查找变量名时，都是在一个保存变量名的空间中进行，我们称之为命名空间，也被称之为作用域。Python的作用域是静态的，在源代码中变量名被赋值的位置决定了该变量能被访问的范围。即Python变量的作用域由变量所在源代码中的位置决定。不同的作用域可以存在相同的变量名。

例1：

a = 30
def ex():
    b = 25
    return a+b

a是全局变量，b是局部变量；函数可以对a,b进行访问，代码的主体部分只能访问a。

例2：

globalVar = 100           #全局作用域

def test_scope():
    enclosingVar = 200    #嵌套作用域
    def func():
        localVar = 300    #局部作用域
print __name__            #内置作用域

当搜索一个标识符时，python会先从局部作用域开始查找，如果找不到则到上一层嵌套结构中def或lambda函数的嵌套作用域中继续寻找，之后是全局作用域，最后是内置作用域。按这个查找原则，在第一处找到的地方停止。如果还未找到，抛出异常NameError。
搜索变量名的优先级：局部作用域 > 嵌套作用域 > 全局作用域 > 内置作用域

下例中text的作用域实在函数内部，在全局中是无法调用的。

>>> def func():
    text = 'hello world'
>>> print(text)
Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'text' is not defined

作用域的类型

在Python中，使用一个变量时并不严格要求需要预先声明它，但是在真正使用它之前，它必须被绑定到某个内存对象(被定义、赋值)；这种变量名的绑定将在当前作用域中引入新的变量，同时屏蔽外层作用域中的同名变量。

局部作用域：
局部变量：包含在def关键字定义的语句块中，即在函数中定义的变量。每当函数被调用时都会创建一个新的局部作用域。Python中也有递归，即自己调用自己，每次调用都会创建一个新的局部命名空间。在函数内部的变量声明，除非特别的声明为全局变量，否则均默认为局部变量。有些情况需要在函数内部定义全局变量，这时可以使用global关键字来声明变量的作用域为全局。局部变量域就像一个栈，仅仅是暂时的存在，依赖创建该局部作用域的函数是否处于活动的状态。所以，一般建议尽量少定义全局变量，因为全局变量在模块文件运行的过程中会一直存在，占用内存空间。
注意：如果需要在函数内部对全局变量赋值，需要在函数内部通过global语句声明该变量为全局变量.

# 通过global语句在函数体中重新赋值全局变量
>>> global_str = '100'
>>> def func():
...     global global_str
...     global_str = '500'
...     local_str = '200'
...     return local_str + global_str
...
>>> func()
'200500'
>>> print(global_str)   #全局变量被重新赋值了
500

#不使用global语句
>>> global_str = '100'
>>> def func():
...     global_str = '500'
...     local_str = '200'
...     return local_str + global_str
...
>>> func()
'200500'
>>> print(global_str)    #这里全局变量的值，没有改变
100

嵌套作用域：python闭包函数
对一个函数而言，局部作用域是定义在此函数内部的局部作用域，而嵌套作用域是定义在此函数的上一层父级函数的局部作用域。主要是为了实现Python的闭包，而增加的实现。

variable = 100
def test_scopt():
    variable = 200
    print variable
    def func():
        print variable   #这里的变量variable在嵌套作用域中绑定了内存对象200，为函数func()引入了一个新的变量
    func()
test_scopt()
print variable

运行结果为：
200    # 嵌套作用域print的值
200    # func()函数局部作用域无法找到variable的值，向父级test_scopt()寻找
100    # 无法访问局部作用域，打印全局变量的值

全局作用域
即在模块层次中定义的变量，每一个模块都是一个全局作用域。也就是说，在模块文件顶层声明的变量具有全局作用域，从外部开来，模块的全局变量就是一个模块对象的属性。
注意：全局作用域的作用范围仅限于单个模块文件内。
内置作用域
系统内固定模块里定义的变量，如预定义在builtin 模块内的变量。

对变量的修改

一个非局部变量相对于局部变量而言，默认是只读而不能修改的。如果希望在局部变量中修改定义在非局部变量的变量，为其绑定一个新的值，Python会认为是在当前的局部变量中引入一个新的变量(即便内外两个变量重名，但却有着不同的意义)。即在当前的局部变量中，如果直接使用非局部变量中的变量，那么这个变量是只读的，不能被修改，否则会在局部变量中引入一个同名的新变量。

可以通过nonlocal和global等关键字修改非局部变量的值

# 直接修改实质是定义了一个新的变量
>>> global_str = '100'
>>> def func():
...     global_str = '500'   #引入一个新变量，覆盖全局变量中的变量
...     local_str = '200'
...     return local_str + global_str
...
>>> func()
'200500'
>>> print(global_str)    #这里全局变量的值，没有改变
100

global语句

num = 100
def test():
    def nested():
        global num             # 在局部作用域中修改全局变量的值
        print('current=', num)
        num = 520
    return nested

test()()
print(num)

输出结果：
current= 100
520

注意：test()()表示会自动调用函数test()的返回值，且此返回值必须为可调用类型，即存在__ call__方法。返回一个函数，所以也会执行返回的函数体代码。

nonlocal关键字（python3.x新添加的关键字）

def outer():
    count = 10
    def inner():
        nonlocal count
        count = 20
        print(count)
    inner()
    print(count)
outer()

输出结果：
20
20

命名空间和作用域

命名空间：是一个包含了该空间中所有变量和变量值的字典，不同的命名空间之间是相互隔离的，所以在不同的命名空间可以创建同名变量，通过句点标识符来调用和区别，例如：student.name和teacher.name是两个不同的命名空间。Python 内置了两个查询命名空间的字典的内置函数：globals()、locals():

# 在全局环境中调用，所以locals()和globals()返回值一致。
>>> globals()
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>}

>>> locals()
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>}

注意:

根据调用地方的不同，globals()和locals()函数可被用来返回全局和局部命名空间里的名字。
如果在函数内部调用locals()，返回的是所有能在该函数里访问的命名。
如果在函数内部调用globals()，返回的是所有在该函数里能访问的全局名字。
两个函数的返回类型都是字典。所以能用keys()函数摘取变量名。

作用域：是一个变量能够有效的区域，全局作用域的全局变量在整个模块中有效，局部作用域中的局部变量只在类或函数中有效。创建一个作用域会同时生成一个命名空间，并且作用域包围了其命名空间。作用域是为了实现变量查询的路径，就如上文所述，如何局部作用域中含有于全局作用域同名的变量时，局部作用域会屏蔽掉全局作用域，这是因为变量的查询路径中，局部作用域要先于全局作用域，然后再到相对的命名空间中获取变量的值。

变量作用域

python的域规则

作用域的类型

对变量的修改

命名空间和作用域

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