解读Python编程中的命名空间与作用域


Posted in Python onOctober 16, 2015

变量是拥有匹配对象的名字(标识符)。命名空间是一个包含了变量名称们(键)和它们各自相应的对象们(值)的字典。
一个Python表达式可以访问局部命名空间和全局命名空间里的变量。如果一个局部变量和一个全局变量重名,则局部变量会覆盖全局变量。
每个函数都有自己的命名空间。类的方法的作用域规则和通常函数的一样。
Python会智能地猜测一个变量是局部的还是全局的,它假设任何在函数内赋值的变量都是局部的。
因此,如果要给全局变量在一个函数里赋值,必须使用global语句。
global VarName的表达式会告诉Python, VarName是一个全局变量,这样Python就不会在局部命名空间里寻找这个变量了。

命名空间的定义
Python命名空间是名称到对象的映射,这就像是字典,键名是变量名,值是变量的值。比如:

>>> x = 3
>>> globals()
{'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__name__': '__main__', '__doc__': None, 'x': 3, '__package__': None}

可以看到变量x,3以字典的形式存放在globals空间内。以之对应的名字空间还有:locals()。

>>> locals()
{'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__name__': '__main__', '__doc__': None, 'x': 3, '__package__': None}

实际上,你可以通过向名字添加键名和值:

>>> globals()['y'] = 5
>>> y
5

上图左侧是内置命名空间,右侧是不同的模块,有各自的全局命名空间,全局命名空间内定义函数就会有局部命名空间。

命名空间的种类
Python中有三种命名空间:

a) 局部,函数内的命名空间就是局部的;
b) 全局,模块内的命名空间就是全局的;

c) 内置,包括异常类型、内建函数和特殊方法,可以代码中任意地方调用;

下面讨论关于名字空间的搜索顺序,先来看张图:

解读Python编程中的命名空间与作用域

命名空间的可见性(作用域)
a) 内置命名空间在代码所有位置都是可见的,所以可以随时被调用;

b) 全局命名空间和局部命名空间中, 如果有同名变量,在全局命名空间处,局部命名空间内的同名变量是不可见的;

c) 在局部命名空间处,全局命名空间的同名变量是不可见的(只有变量不同名的情况下,可使用 global关键字让其可见)。

知道了可见性,下面说变量的查找顺序就要清楚多了。

命名空间的查找顺序
a) 如果在函数内调用一个变量,先在函数内(局部命名空间)查找,如果找到则停止查找。否则在函数外部(全局命名空间)查找,如果还是没找到,则查找内置命名空间。如果以上三个命名都未找到,则抛出NameError 的异常错误。
b) 如果在函数外调用一个变量,则在函数外查找(全局命名空间,局部命名空间此时不可见),如果找到则停止查找,否则到内置命名空间中查找。如果两者都找不到,则抛出异常。只有当局部命名空间内,使用global 关键字声明了一个变量时,查找顺序则是 a) 的查找顺序。

为了帮助理解,来举个例子,我们在全局命名空间里定义一个变量money。我们再在函数内给变量money赋值,然后Python会假定money是一个局部变量。然而,我们并没有在访问前声明一个局部变量money,结果就是会出现一个UnboundLocalError的错误。取消global语句的注释就能解决这个问题。

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
Money = 2000
def AddMoney():
  # 想改正代码就取消以下注释:
  # global Money
  Money = Money + 1
 
print Money
AddMoney()
print Money

dir()函数
dir()函数一个排好序的字符串列表,内容是一个模块里定义过的名字。
返回的列表容纳了在一个模块里定义的所有模块,变量和函数。如下一个简单的实例:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
# 导入内置math模块
import math
 
content = dir(math)
 
print content;

以上实例输出结果:

['__doc__', '__file__', '__name__', 'acos', 'asin', 'atan', 
'atan2', 'ceil', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'exp', 
'fabs', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'hypot', 'ldexp', 'log',
'log10', 'modf', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh', 
'sqrt', 'tan', 'tanh']

在这里,特殊字符串变量__name__指向模块的名字,__file__指向该模块的导入文件名。

globals()和locals()函数

  • 根据调用地方的不同,globals()和locals()函数可被用来返回全局和局部命名空间里的名字。
  • 如果在函数内部调用locals(),返回的是所有能在该函数里访问的命名。
  • 如果在函数内部调用globals(),返回的是所有在该函数里能访问的全局名字。
  • 两个函数的返回类型都是字典。所以名字们能用keys()函数摘取。

reload()函数
当一个模块被导入到一个脚本,模块顶层部分的代码只会被执行一次。
因此,如果你想重新执行模块里顶层部分的代码,可以用reload()函数。该函数会重新导入之前导入过的模块。语法如下:

reload(module_name)

在这里,module_name要直接放模块的名字,而不是一个字符串形式。比如想重载hello模块,如下:

reload(hello)
Python 相关文章推荐
为Python的web框架编写前端模版的教程
Apr 30 Python
python 连接sqlite及简单操作
Jun 30 Python
Python中单例模式总结
Feb 20 Python
Django项目中包含多个应用时对url的配置方法
May 30 Python
使用Python实现租车计费系统的两种方法
Sep 29 Python
python 将大文件切分为多个小文件的实例
Jan 14 Python
浅谈python的输入输出,注释,基本数据类型
Apr 02 Python
深入浅析python3中的unicode和bytes问题
Jul 03 Python
python字符串的拼接方法总结
Nov 18 Python
python实现五子棋程序
Apr 24 Python
Tensorflow中k.gradients()和tf.stop_gradient()用法说明
Jun 10 Python
Python 统计序列中元素的出现频度
Apr 26 Python
Python中的模块导入和读取键盘输入的方法
Oct 16 #Python
Python中基本的日期时间处理的学习教程
Oct 16 #Python
简单介绍使用Python解析并修改XML文档的方法
Oct 15 #Python
Python中将字典转换为XML以及相关的命名空间解析
Oct 15 #Python
详细解读Python中解析XML数据的方法
Oct 15 #Python
深入解析Python编程中JSON模块的使用
Oct 15 #Python
使用Python解析JSON数据的基本方法
Oct 15 #Python
You might like
mysql 中InnoDB和MyISAM的区别分析小结
2008/04/15 PHP
php生成酷炫的四个字符验证码
2016/04/22 PHP
推荐自用 Javascript 缩图函数 (onDOMLoaded)……
2007/10/23 Javascript
js 颜色选择器(兼容firefox)
2009/03/05 Javascript
异步加载script的代码
2011/01/12 Javascript
jQuery .tmpl(), .template()学习资料小结
2011/07/18 Javascript
解析javascript 数组以及json元素的添加删除
2013/06/26 Javascript
jQuery简单实现图片预加载
2015/04/20 Javascript
javascript从定义到执行 你不知道的那些事
2016/01/04 Javascript
Angular中$compile源码分析
2016/01/28 Javascript
Javascript实现跑马灯效果的简单实例
2016/05/31 Javascript
jQuery实现倒计时(倒计时年月日可自己输入)
2016/12/02 Javascript
JS数字千分位格式化实现方法总结
2016/12/16 Javascript
js省市区级联查询(插件版&amp;无插件版)
2017/03/21 Javascript
vue.js分页中单击页码更换页面内容的方法(配合spring springmvc)
2018/02/10 Javascript
在vue-cli项目中使用bootstrap的方法示例
2018/04/21 Javascript
Vue中的验证登录状态的实现方法
2019/03/09 Javascript
微信小程序HTTP接口请求封装代码实例
2019/09/05 Javascript
webpack.DefinePlugin与cross-env区别详解
2020/02/23 Javascript
Python定时执行之Timer用法示例
2015/05/27 Python
Python使用turtule画五角星的方法
2015/07/09 Python
浅析AST抽象语法树及Python代码实现
2016/06/06 Python
django定期执行任务(实例讲解)
2017/11/03 Python
基于DATAFRAME中元素的读取与修改方法
2018/06/08 Python
Python抽象和自定义类定义与用法示例
2018/08/23 Python
python实现比对美团接口返回数据和本地mongo数据是否一致示例
2019/08/09 Python
深入了解python列表(LIST)
2020/06/08 Python
SVG实现多彩圆环倒计时效果的示例代码
2017/11/21 HTML / CSS
次世代生活态度:Hypebeast
2018/07/05 全球购物
Bibloo匈牙利:女装、男装、童装及鞋子和配饰
2019/04/14 全球购物
System.Array.CopyTo()和System.Array.Clone()有什么区别
2016/06/20 面试题
《老王》教学反思
2014/02/23 职场文书
学校综治宣传月活动总结
2014/07/02 职场文书
2014年电信员工工作总结
2014/12/19 职场文书
导游词之唐山景点
2019/12/18 职场文书
Python OpenCV之常用滤波器使用详解
2022/04/07 Python