函数的名称空间和作用域

命名空间

   一、什么是python的名称空间

  名称到对象的映射。命名空间是一个字典的实现，键为变量名，值是变量对应的值。各个命名空间是独立没有关系的，一个命名空间中不能有重名，但是不同的命名空间可以重名而没有任何影响。

通俗讲：名称空间就是存放名字的地方，三种名称空间，（之前遗留的问题x=1，1存放于内存中，那名字x存放在哪里呢？名称空间正是存放名字x与1绑定关系的地方）
原文链接：https://blog.csdn.net/lmseo5hy/article/details/80353099

  二、名称空间的分类

• 内置名称空间 (Built-in)

　　　存放着python的内置名称,如内置语言的名称如 len,char 和一些异常的名称 BaseException等,在任何模块都可以被调用,且随着python解释器的启动而产生,关闭而回收,因此它是第一个被加载的名称空间.

>>> len
<built-in function len>

• 全局名称空间

　　　模块中定义的名称，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,伴随着python文件的执行而产生

• 局部名称空间

　　　函数中定义的名称，记录了函数的变量，包括函数的参数和局部定义的变量,只有调用函数时才会产生,调用完成时便会被回收

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

  三、命名空间的加载顺序

         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)

  四、命名空间的查找顺序

          局部的命名空间--> 全局命名空间 -> 内置命名空间。

　　   当这三个命名空间还找不到时,会抛出NameError 异常

函数的作用域

作用域就是一个 Python 程序可以直接访问命名空间的正文区域。

在一个 python 程序中，直接访问一个变量，会从内到外依次访问所有的作用域直到找到，否则会报未定义的错误。

  一、四种作用域和查找顺序

• L（Local）：最内层，包含局部变量，比如一个函数/方法内部。
• E（Enclosing）：包含了非局部(non-local)也非全局(non-global)的变量。比如两个嵌套函数，一个函数（或类） A 里面又包含了一个函数 B ，那么对于 B 中的名称来说 A 中的作用域就为 nonlocal。
• G（Global）：当前脚本的最外层，比如当前模块的全局变量。
• B（Built-in）： 包含了内建的变量/关键字等。，最后被搜索

　　所以查找顺序为 : L –> E –> G –> B

二、全局变量和局部变量　　　

• 全局变量 : 定义在函数外的拥有全局作用域,在整个文件执行过程中都存在,任意位置都能调用(创建类的另说)
• 局部变量 : 只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
total = 0  # 这是一个全局变量


def sum(x, y):
    # 返回2个参数的和."
    total = x + y  # total在这里是局部变量.
    print("函数内是局部变量 : ", total)
    return total


sum(1, 2)
print("函数外是全局变量 : ", total)


"""
函数内是局部变量 :  3
函数外是全局变量 :  0
"""

 

三、global 和 nonlocal 关键字

 　　当我们想在内部作用域修改外部作用域的变量时，可以使用 global 和 nonlocal 关键字.

• global 关键字 : 修改全局变量 

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
total = 0  # 这是一个全局变量


def sum(x, y):
    # 返回2个参数的和."
    global total
    total = x + y  # total在这里是局部变量.
    print("函数内是局部变量 : ", total)
    return total


sum(1, 2)
print("函数外是全局变量 : ", total)

"""
函数内是局部变量 :  3
函数外是全局变量 :  3
"""

• nonlocal关键字 : 修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）,如果嵌套了多层函数,nonlocal 会从当前函数的上一层函数开始一层层查找,知道找到最外层,若没找到,则会抛出异常

def func1():
    # 返回2个参数的和."
    a = 1
    print("start a : ", a)

    def func2():
        b = 2

        def func3():
            nonlocal a
            a = 3

        func3()

    func2()
    print("end a : ", a)

func1()

"""
start a :  1
end a :  3
"""

 四、局部变量引用问题

a = 1
def test():
    a = a + 1
    print(a)


test()

"""
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment
"""

       这是因为在函数内部对变量赋值进行修改后，该变量就会被Python解释器认为是局部变量而非全局变量，当程序执行到a=a+1的时候，因为这条语句是给a赋值，所以a成为了局部变量，那么在执行return        a(或是print a)的时候，因为a这个局部变量还没有定义，自然就会抛出这样的错误。

  解决这个问题可以有以下几种方法:

   1. 在函数内部声明global a

　2.在函数内部重新定义一个a变量

　3.通过函数传递参数