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def some_func(): # num2 是局部名称 num2 = 6 def some_inner_func(): # num3 是内嵌的局部名称 num3 = 7

如下图所示,相同的对象名称可以存在于多个命名空间中。

命名空间(namespace)的生命周期

2.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。

Python 中,程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的,访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。

变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python 的作用域一共有4种,分别是:

  • 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。

规则顺序: L –> E –> G –> B

在局部找不到,便会去局部外的局部找(例如闭包),再找不到就会去全局找,再者去内置中找。

Python 作用域

g_count = 0  # 全局作用域
def outer():
    o_count = 1  # 闭包函数外的函数中
    def inner():
        i_count = 2  # 局部作用域

内置作用域是通过一个名为 builtin 的标准模块来实现的,但是这个变量名自身并没有放入内置作用域内,所以必须导入这个文件才能够使用它。在Python3.x中,可以使用以下的代码来查看到底预定义了哪些变量:

>>> import builtins
>>> dir(builtins)

Python 中只有模块(module),类(class)以及函数(def、lambda)才会引入新的作用域,其它的代码块(如 if/elif/else/、try/except、for/while等)是不会引入新的作用域的,也就是说这些语句内定义的变量,外部也可以访问,如下代码:

>>> if True:
...  msg = 'I am a member of ShowMeAI'
'I am a member of ShowMeAI'
>>> 

实例中 msg 变量定义在 if 语句块中,但外部还是可以访问的。

如果将 msg 定义在函数中,则它就是局部变量,外部不能访问:

>>> def test():
...     msg_inner = 'I am a member of ShowMeAI'
>>> msg_inner
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'msg_inner' is not defined
>>> 

从报错的信息上看,说明了 msg_inner 未定义,无法使用,因为它是局部变量,只有在函数内可以使用。

(1)全局变量和局部变量

定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域,定义在函数外的拥有全局作用域。

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域中。如下示例代码:

total = 0 # 这是一个全局变量
# 可写函数说明
def my_sum( arg1, arg2 ):
    #返回2个参数的和."
    total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量.
    print ("函数内是局部变量 : ", total)
    return total
#调用sum函数
my_sum( 10, 20 )
print("函数外是全局变量 : ", total)

以上实例输出结果:

函数内是局部变量 :  30
函数外是全局变量 :  0

(2)global和nonlocal关键字

当内部作用域想修改外部作用域的变量时,就要用到 global 和 nonlocal 关键字了。

以下示例代码修改全局变量 num:

num = 1
def my_func():
    global num  # 需要使用 global 关键字声明
    print(num) 
    num = 123
    print(num)
my_func()
print(num)

以上实例输出结果:

1
123

如果要修改嵌套作用域(enclosing 作用域,外层非全局作用域)中的变量则需要 nonlocal 关键字了,如下实例:

def outer_num():
    num = 10
    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)
outer_num()

以上示例输出结果:

100
100

另外有一种特殊情况,假设下面这段代码被运行:

a = 10
def test():
    a = a + 1
    print(a)
test()

以上程序执行,报错信息如下:

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 7, in <module>
    test()
  File "test.py", line 5, in test
    a = a + 1
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

错误信息为局部作用域引用错误,因为 test 函数中的 a 使用的是局部,未定义,无法修改。

修改 a 为全局变量:

a = 10
def test_global():
    global a
    a = a + 1
    print(a)
test_global()

执行输出结果为:

11

也可以通过函数参数传递:

a = 10
def test_arg(a):
    a = a + 1
    print(a)
test_arg(a)

执行输出结果为:

11

3.视频教程

也可以点击 这里 到B站查看有【中英字幕】的版本

[video(video-Mw3yqM4p-1645638277447)(type-bilibili)(url- https://player.bilibili.com/player.html?aid=505628451&page=16)(image-https ://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/6180c23b59334145a26b2fde30a69066.png)(title-【双语字幕+资料下载】Python 3全系列基础教程,全程代码演示&讲解!10小时视频42节,保证你能掌握Python!快来一起跟着视频敲代码~<快速入门系列>)]


资料与代码下载

本教程系列的代码可以在 ShowMeAI对应的github 中下载,可本地python环境运行,能访问Google的宝宝也可以直接借助google colab一键运行与交互操作学习哦!

本教程系列涉及的Python速查表可以在以下地址下载获取:

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