Python-命名空间和变量作用域详解（global、nonlocal）

怼烎@ 2022-12-17 11:57 192阅读 0赞

**目录**

上篇文章思考题

命名空间

作用域

全局变量与局部变量

就近原则

只读问题

关键字

全部代码

总结

思考题

--------------------

# 上篇文章思考题 #

[Python-函数基础总结与内置函数][Python-]

> def plus(\*args):  
>     return sum(args)  
>    
>    
> print(plus(1, 2, 3))  
> print(plus(2, 4, 6, 8, 10))

结果：

> 6
> 
> 30

> def power(x=2, n):  
>     return x \*\* n

结果：

>     def power(x=2, n):  
>              ^  
> SyntaxError: non-default argument follows default argument

注意：有默认值的参数必须在无默认值参数的后面

可写为：

> def power(n, x=2):  
>     return x \*\* n

对于包含 参数有默认值的 函数，而且已经调用了，不易改动，不方便添加不含默认值的参数，保证健壮性，只能添加默认值。

power(x,n=2)添加y参数时power(x,n=2,y)是不对的，只能是power(x,n=2,y=None)，y可以赋值为其他默认值。

# 命名空间 #

命名空间（*namespace* ）是一个从名字到对象的映射，当前，大部分命名空间都由 Python 字典实现。

同命名空间中的名称之间绝对没有关系，例如，两个不同的模块都可以定义一个 `maximize` 函数而不会产生混淆，当然，模块的用户必须在其前面加上模块名称。**类似一个文件夹内不能有重复名称的文件，但是，不同的文件夹内可以有相同名称的文件。**

在不同时刻创建的命名空间拥有不同的生存期。包含内置名称的命名空间是在 Python 解释器启动时创建的，永远不会被删除。

模块的全局命名空间在模块定义被读入时创建，通常，模块命名空间也会持续到解释器退出。

# 作用域 #

一个 ***作用域***是一个命名空间可直接访问的 Python 程序的文本区域。 这里的 “可直接访问” 意味着对名称的**非限定引用**（非限定引用就是你没加关键字，Python默认情况下）会尝试**在命名空间中查找名称**。

*  **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。

**搜索顺序：L –> E –> G –>B**

接下来我们就不说B了，随时都能访问，应该没有什么疑惑。

# 全局变量与局部变量 #

我们定义一个全局变量name，Show函数中定义一个局部变量name。

name = 'lady_killer'
    
    
    def Show():
        university = 'BUPT'
    
        def show_nonlocal():
            print('show_nonlocal:', university)
            print('show_nonlocal:', name)
    
        def show_global():
            print('show_global:', university)
            print('show_global:', name)
    
        show_nonlocal()
        show_global()
        print('local:', university)
    
    
    # NameError: name 'university' is not defined
    # print(university)
    Show()
    print('gloabal:', name)

**结果：**

> show\_nonlocal: BUPT  
> show\_nonlocal: lady\_killer  
> show\_global: BUPT  
> show\_global: lady\_killer  
> local: BUPT  
> gloabal: lady\_killer

当然，**局部作用域外不能访问局部变量**

> Traceback (most recent call last):  
>   File "learnarea.py", line 28, in <module>  
>     print(university)  
> NameError: name 'university' is not defined

# 就近原则 #

接下来我们就看看同名的情况。

我们对show函数进行一下修改，在局部作用域增加**同名**的变量。

def Show():
        university = 'BUPT'
        name = 'YuBo'
    
        def show_nonlocal():
            university = 'bupt'
            name = 'frankyu'
            print('show_nonlocal:', university)
            print('show_nonlocal:', name)
    
        def show_global():
            print('show_global:', university)
            print('show_global:', name)
    
        show_nonlocal()
        show_global()
        print('local:', university)

结果：

> show\_nonlocal: bupt  
> show\_nonlocal: frankyu  
> show\_global: BUPT  
> show\_global: YuBo  
> local: BUPT  
> gloabal: lady\_killer

可以看到**按照L->E->G顺序查找，即就近原则**。

# 只读问题 #

我们尝试增加一个全局变量num，并在函数内进行复合的赋值操作，关于操作符可查看[Python-操作符总结（逻辑、位、算术、比较、赋值操作符及操作符优先级）][Python- 1]。

num = 1
    
    
    def Show():
        university = 'BUPT'
        name = 'YuBo'
        # UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment
        num += 1

结果：

> Traceback (most recent call last):  
>   File "learnarea.py", line 35, in <module>  
>     Show()  
>   File "learnarea.py", line 16, in Show  
>     num += 1  
> UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment

num += 1，即 num = **num** \+ 1，在找后面的num时没有去全局变量寻找，而是认为局部变量，但是我们没有定义局部变量num，所以就是赋值前引用，如果我们在num+=1前使用num=2之类的进行定义num，就不会出错了，但如果我们想使用全局变量该怎么办呢？请继续看。

# 关键字 #

global关键字用于使用全局变量

nonlocal关键字用于使用嵌套外部函数变量

def Show():
        university = 'BUPT'
        global name
        name += 'YuBo'
    
        # UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment
        # num += 1
        def show_nonlocal():
            nonlocal university
            university += 'bupt'
            name = 'frankyu'
            print('show_nonlocal:', university)
            print('show_nonlocal:', name)
    
        def show_global():
            print('show_global:', university)
            print('show_global:', name)

结果：

> show\_nonlocal: BUPTbupt  
> show\_nonlocal: frankyu  
> show\_global: BUPTbupt  
> show\_global: lady\_killerYuBo  
> local: BUPTbupt  
> gloabal: lady\_killerYuBo

# 全部代码 #

"""
    --coding:utf-8--
    @File: learnarea.py
    @Author:frank yu
    @DateTime: 2020.10.23 15:00
    @Contact: frankyu112058@gmail.com
    @Description: 学习变量作用域
    """
    name = 'lady_killer'
    num = 1
    
    
    def Show():
        university = 'BUPT'
        global name
        name += 'YuBo'
    
        # UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment
        # num += 1
        def show_nonlocal():
            nonlocal university
            university += 'bupt'
            name = 'frankyu'
            print('show_nonlocal:', university)
            print('show_nonlocal:', name)
    
        def show_global():
            print('show_global:', university)
            print('show_global:', name)
    
        show_nonlocal()
        show_global()
        print('local:', university)
    
    
    # NameError: name 'university' is not defined
    # print(university)
    Show()
    print('gloabal:', name)

# 总结 #

*  局部作用域外不能访问局部变量
 *  非限定引用下，按照L->E->G顺序查找，即就近原则
 *  非限定引用下，无法在局部对全局变量进行修改
 *  如果要修改局部外的变量，可以使用global、nonlocal分别对全局变量和嵌套外部函数的变量进行修改
 *  建议不在局部使用和外部相同的变量名称

# 思考题 #

以下代码。结果是什么？

send_packet = 56
    
    
    def test(i):
        global send_packet
        if i > 5:
            send_packet = 1
        return send_packet
    
    
    print(test(2))
    print(test(6))

如果是这样呢？

send_packet = 56
    
    
    def test(i):
        global send_packet
        if i > 5:
            send_packet = 1
        return send_packet
    
    
    print(test(6))
    print(test(2))

答案见：[Python-面向对象编程总结（类、对象、派生、继承、方法、内置函数等）][Python- 2]

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[Python-]: https://blog.csdn.net/lady_killer9/article/details/108939273
[Python- 1]: https://blog.csdn.net/lady_killer9/article/details/109229923#%E8%B5%8B%E5%80%BC%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%AC%A6
[Python- 2]: https://blog.csdn.net/lady_killer9/article/details/109069147
[python_python]: https://blog.csdn.net/lady_killer9/article/details/108763489
[lady_killer9]: https://space.bilibili.com/374432302