Python命名空间namespace及作用域原理解析

曾经学C++的时候，经常听到这个名词，它主要是为了避免命名冲突而产生的。

就像有A（4个苹果），B（6个苹果）两个人，10个苹果，如果只标签了苹果，你无法判断哪个苹果是属于哪个人的，因为标签都是一样的；但是如果标签是A.苹果，B.苹果，那么是不是很容易就知道了苹果是谁的了。

命名空间：提供了一种从名称到对象的映射；主要是通过字典来实现的。

在python中，函数、模块等都有自己的命名空间：

局部命名空间（local namespace）：即函数中定义的名称 ―― 包括函数中的变量、参数、局部变量等；

全局命名空间（global namespace）：即模块中定义的名称 ―― 包括模块中的变量、函数、类、参数、常量、导入（import）的模块等；

内置命名空间（built-in namespace）：即python内置的名称 ―― 包括各种内置函数、Exception等；

而，当python需要使用变量时，会在上述命名空间中依次查找，顺序是：

局部命名空间，全局命名空间、内置命名空间。

同一命名空间中不能有重名，但不同命名空间可以。

可以通过locals()、globals() 函数来获取命名空间的值（字典），在程序的不同位置执行结果不一定一致，因为结果是针对当前位置来说的。

locals()

globals()

可以通过字典形式获取其中的值：

作用域：可以理解为变量所起作用的范围，超出范围则某变量不能被使用。在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，否则报错。Python 中只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会产生新的作用域，其它的代码块（如 if/elif/else/、try/except、for/while等）是不会产生新的作用域的。

作用域可以分为四种：

Local：最内层，包含局部变量，一般指的是函数内部的作用域；

Enclosing：包含非局部但是也不是全局的变量，主要是嵌套时，外层函数的变量，那么相对内层函数来说，嵌套的外层函数中的变量既不是局部变量也不是全局变量。

Global：全局变量，例如当前模块中的全局变量。

Build-in：内置变量。

查找顺序一般是：Local--->Enclosing--->Global--->Build-in

def test1():
  x1 = 1    #Enclosing 作用域
  def test2():
    x2 = 1  #Local 作用域
    print('x2=',x2)
    x1 = 100 #很明显，外层作用域中的x1没有受到影响，因为这里的x1属于Local
    
  test2()
  return x1

aa = test1()
print('aa=',aa)

要想修改外层作用域（上层）的变量，需要用到global和nonlocal关键字。（注意，修改和访问不是一样的程度）

def test1():
  x1 = 1    #Enclosing 作用域
  def test2():
    x2 = 1  #Local 作用域
    print('x2=',x2)
    
    nonlocal x1
    x1 = 100 #通过nonlocal，将这里的x1作用域变化为Enclosing作用域，即影响到Enclosing作用域中的x1的值
    
  test2()
  return x1
aa = test1()
print('aa=',aa)

def test1():
  x1 = 1    # 这个x1属于Enclosing 作用域
  def test2():
    x2 = 1  #Local 作用域
    print('x2=',x2)
    
    global x1  # 这个x1属于全局作用域
    x1 = 100 #这里影响的是全局作用域中的x1值，并不会影响到Enclosing作用域中的值
    
  test2()
  return x1  #返回的是当前作用域Enclosing中的x1的值

aa = test1()
print('aa=',aa)
print('x1=',x1)

全局变量和局部变量

定义在函数内部的变量，拥有局部作用域，属于局部变量。

定义在函数外部的变量，拥有全局作用域，属于全局变量。

全局变量可以在整个全局作用域内访问，但是要修改的话，需要用到global关键字。

更细节一点，若涉及到class：

全局变量：一般在模块内、在所有函数外面、在class外面的变量。

局部变量：一般在函数内、在class的方法内（未加self修饰）的变量。