Python进阶：探索命名空间与作用域的详细解析

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本文将深入探讨Python进阶中的关键概念——命名空间与作用域。首先，我们了解到命名空间是编程中用于存储变量、函数、类等标识符和其关联对象的一种机制，它通过字典实现，并帮助解决名字冲突问题。在Python中，主要有三种命名空间类型：内置命名空间（如内置函数和异常）、模块全局命名空间（模块内的全局变量）和局部命名空间（函数或代码块内部的变量）。命名空间的生命周期各异，内置命名空间伴随解释器启动和关闭，而模块和局部命名空间则随其创建和销毁环境。作用域则规定了变量和函数的可访问范围。在Python中，作用域分为全局作用域（在整个模块范围内可见）和局部作用域（只在特定函数或代码块内可见）。对于函数和类定义，它们有自己的命名空间，且类的命名空间在类定义完成后才销毁，但实际上类对象包含了这个命名空间的内容。理解命名空间和作用域对编写高效、无冲突的Python代码至关重要，它有助于管理代码的复杂度，提高代码的可读性和维护性。学习如何正确使用这些概念，能够帮助程序员避免潜在的错误和提高代码的组织结构。因此，无论是初学者还是进阶开发者，掌握这些基础概念都是提升Python编程技能的基础。

Python进阶进阶_关于命名空间与作用域关于命名空间与作用域(详解详解)

下面小编就为大家带来一篇Python进阶_关于命名空间与作用域(详解)。小编觉得挺不错的，现在就分享给大家，也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧

写在前面写在前面

如非特别说明，下文均基于Python3

命名空间与作用于跟名字的绑定相关性很大，可以结合另一篇介绍Python名字、对象及其绑定的文章。

1. 命名空间命名空间

1.1 什么是命名空间什么是命名空间

Namespace命名空间，也称名字空间，是从名字到对象的映射。Python中，大部分的命名空间都是由字典来实现的，但是本文的不会涉及命名空间的实现。命名空间的一大作用是避免名字冲突：

def fun1():

i = 1

def fun2():

i = 2

同一个模块中的两个函数中，两个同名名字i之间绝没有任何关系，因为它们分属于不同明明空间。

1.2 命名空间的种类命名空间的种类

常见的命名空间有：常见的命名空间有：

built-in名字集合，包括像abs()这样的函数，以及内置的异常名字等。通常，使用内置这个词表示这个命名空间-内置命名空间

模块全局名字集合，直接定义在模块中的名字，如类，函数，导入的其他模块等。通常，使用全局命名空间表示。

函数调用过程中的名字集合，函数中的参数，函数体定义的名字等，在函数调用时被“激活”，构成了一个命名空间。通常，使用局部命名空间表示。

一个对象的属性集合，也构成了一个命名空间。但通常使用objname.attrname的间接方式访问属性，而不是直接访问，故不将其列入命名空间讨论。

类定义的命名空间，通常解释器进入类定义时，即执行到class ClassName:语句，会新建一个命名空间。(见官方对类定义的说明)

1.3 命名空间的生命周期命名空间的生命周期

不同类型的命名空间有不同的生命周期：不同类型的命名空间有不同的生命周期：

内置命名空间，在Python解释器启动时创建，解释器退出时销毁；

全局命名空间，模块的全局命名空间在模块定义被解释器读入时创建，解释器退出时销毁；

局部命名空间，这里要区分函数以及类定义。函数的局部命名空间，在函数调用时创建，函数返回或者由未捕获的异常时销毁；类定义的命名空间，在解释器读到类定义创建，类定义结束后销毁。(关于

类定义的命名空间，在类定义结束后销毁，但其实类对象就是这个命名空间内容的包装，见官方对类定义的说明)

2. 作用域作用域

2.1 什么是作用域什么是作用域

作用域是Python的一块文本区域，这个区域中，命名空间可以被“直接访问”。这里的直接访问指的是试图在命名空间中找到名字的绝对引用(非限定引用)。这里有必要解释下直接引用和间接引用：

直接引用；直接使用名字访问的方式，如name，这种方式尝试在名字空间中搜索名字name。

间接引用；使用形如objname.attrname的方式，即属性引用，这种方式不会在命名空间中搜索名字attrname，而是搜索名字objname，再访问其属性。

2.2 与命名空间的关系与命名空间的关系

现在，命名空间持有了名字。作用域是Python的一块文本区域，即一块代码区域，需要代码区域引用名字(访问变量)，那么必然作用域与命名空间之间就有了联系。

顾名思义，名字作用域就是名字可以影响到的代码文本区域，命名空间的作用域就是这个命名空间可以影响到的代码文本区域。那么也存在这样一个代码文本区域，多个命名空间可以影响到它。

作用域只是文本区域，其定义是静态的；而名字空间却是动态的，只有随着解释器的执行，命名空间才会产生。那么，在静态的作用域中访问动态命名空间中的名字，造成了作用域使用的动态性。

那么，可以这样认为：

静态的作用域，是一个或多个命名空间按照一定规则叠加影响代码区域；运行时动态的作用域，是按照特定层次组合起来的命名空间。静态的作用域，是一个或多个命名空间按照一定规则叠加影响代码区域；运行时动态的作用域，是按照特定层次组合起来的命名空间。

在一定程度上，可以认为动态的作用域就是命名空间动态的作用域就是命名空间。在后面的表述中，我会把动态的作用域与其对应命名空间等同起来。

2.3 名字搜索规则名字搜索规则

在程序中引用了一个名字，Python是怎样搜索到这个名字呢？

在程序运行时，至少存在三个命名空间可以被直接访问的作用域：

Local

首先搜索，包含局部名字的最内层（innermost）作用域，如函数/方法/类的内部局部作用域；

Enclosing

根据嵌套层次从内到外搜索，包含非局部（nonlocal）非全局（nonglobal）名字的任意封闭函数的作用域。如两个嵌套的函数，内层函数的作用域是局部作用域，外层函数作用域就是内层函数的

Enclosing作用域；

Global

倒数第二次被搜索，包含当前模块全局名字的作用域；

Built-in

最后被搜索，包含内建名字的最外层作用域。

程序运行时，LGB三个作用域是一定存在的，E作用域不一定存在；若程序是这样的：

i = 1

print(i)

局部作用域在哪里呢？我们认为(Python Scopes And Namespaces)：

Usually, the local scope references the local names of the (textually) current function. Outside functions, the local scope references the same namespace as the global scope: the module's namespace.

Class definitions place yet another namespace in the local scope.

一般地，局部作用域引用函数中定义的名字。函数之外，局部作用域和全局作用域引用同一个命名空间：模块的明星空间。然而类型的局部作用域引用了类定义新的命名空间。

Python按照以上L-E-G-B的顺序依次在四个作用域搜索名字。没有搜索到时，Python抛出NameError异常。

2.4 何时引入作用域我们知道：何时引入作用域我们知道：

我们知道：

在Python中一个名字只有在定义之后，才能引用。

print(i)

直接引用未定义的名字i，按照搜索规则，在LGB三个作用域均没有搜索到名字i(LB相同命名空间)。抛出NameError异常：

Traceback (most recent call last):

File "scope_test.py", line 15, in <module>

print(i)

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