1 基本概念

1.1 命名空間 (namespace)

命名空間是變量名到對(duì)象的映射（name -> obj）。目前大多數(shù)的命名空間以類(lèi)似于python字典的形式實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)形式在未來(lái)可能發(fā)生變化。命名空間舉例：內(nèi)置變量（內(nèi)置函數(shù)abs, 內(nèi)置的異常等），模塊中的全局變量，函數(shù)調(diào)用時(shí)的局部變量。在某種意義上講，對(duì)象的屬性也形成一個(gè)命名空間。重要的是，不同的命名空間中的變量沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)，兩個(gè)不同的命名空間中可以包含相同的變量名。

命名空間有不同的創(chuàng)建時(shí)間和生命周期：

•內(nèi)置變量命名空間在python解釋器啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建，并且在解釋器運(yùn)行期間永遠(yuǎn)不會(huì)被刪除；

•一個(gè)模塊的命名空間在模塊被導(dǎo)入時(shí)創(chuàng)建，并且到解釋器退出會(huì)一直存在；

•函數(shù)的本地(局部)命名空間在函數(shù)調(diào)用時(shí)創(chuàng)建，函數(shù)退出時(shí)刪除；

•解釋器頂層執(zhí)行的語(yǔ)句都是 __main__ 模塊的組成部分，它們有自己的命名空間。

注：內(nèi)置變量實(shí)際上同樣是以模塊的形式存在，模塊名為 builtins 。

1.2 作用域 (scope)

作用域是Python程序中可以直接訪問(wèn)一個(gè)命名空間內(nèi)變量的文本區(qū)域，可直接訪問(wèn)即命名空間內(nèi)的變量在該文本區(qū)域內(nèi)可見(jiàn)、可引用。

•本地(局部)作用域：函數(shù)或者類(lèi)的內(nèi)部

•全局作用域：整個(gè)程序的運(yùn)行環(huán)境。

全局作用域中無(wú)法直接訪問(wèn)本地作用域中定義的變量：

def func1():
 name = 1

print(func1) # <function func1 at 0x101a03d08>
print(name)
# Traceback (most recent call last):
# File "<stdin>", line 1, in <module>
# NameError: name 'name' is not defined

本地作用域中的變量定義：

•在python中，變量賦值即定義。在局部作用域內(nèi)被賦值的變量，除非由 global 或者 nonlocal 聲明，否則全部為局部變量，函數(shù)調(diào)用時(shí)存在于函數(shù)命名空間。

•global var : 聲明變量 var 為全局變量，它所有的引用和賦值都在模塊的命名空間進(jìn)行。

•nonlocal var : 將外層函數(shù)命名空間中的變量 var 綁定到本地作用域，使其在本地作用域可重新賦值。如果變量沒(méi)有被聲明為 nonlocal，這些變量在本地作用域僅可讀，嘗試給變量賦值則會(huì)在本地命名空間創(chuàng)建一個(gè)同名變量。

nonlocal聲明的變量在上層函數(shù)中必須存在，否則報(bào)錯(cuò):

test = 'global variable'

def scope_test():
 def inner():
  nonlocal test
  print(test)

scope_test() # SyntaxError: no binding for nonlocal 'test' found

2 示例

2.1 本地作用域中變量的搜索遵守LEGB規(guī)則

1.L-Local(function)：函數(shù)或類(lèi)的命名空間，其中的變量稱為本地變量

2.E-Enclosing function locals：外層函數(shù)的命名空間(例如closure)，包含被聲明為non-local的變量

3.G-Global(module)：函數(shù)定義所在模塊的命名空間，其中的變量稱為全局變量

4.B-Builtin(Python)：Python內(nèi)置模塊的名字空間

def scope_test():
 def do_local():
  spam = "local spam"

 def do_nonlocal(): 
  nonlocal spam　　# 遞歸向上尋找上層函數(shù)命名空間中的spam變量
  spam = "nonlocal spam"

 def do_global():
  global spam # 在全局變量中尋找spam變量，沒(méi)有則創(chuàng)建
  spam = "global spam"

 spam = "test spam"
 do_local()
 print("After local assignment:", spam) # 輸出本地變量 spam
 do_nonlocal()
 print("After nonlocal assignment:", spam)
 do_global()
 print("After global assignment:", spam)

scope_test()
print("In global scope:", spam)

結(jié)果

<SPAN style="FONT-SIZE: 14px">1 After local assignment: test spam 
After nonlocal assignment: nonlocal spam 
After global assignment: nonlocal spam 
In global scope: global spam 
</SPAN>

2.2 閉包

閉包：在嵌套函數(shù)中，如果內(nèi)層函數(shù)引用了外層函數(shù)的變量，就形成了一個(gè)閉包。

自由變量：被引用的外層函數(shù)變量，稱為內(nèi)層函數(shù)的自由變量。

def fn():
  a = 1
  def closure():
    nonlocal a
    a += 1
    print(a)
  return closure

inner = fn() 
print(inner.__closure__)  # (<cell at 0x10240b408: int object at 0x100277bc0>,)
inner() # 2
inner() # 3

外層函數(shù)執(zhí)行完，其命名空間刪除。但是因?yàn)?a 是內(nèi)層函數(shù)的自由變量，所以變量 a 被保留，可以看作是 closure 函數(shù)對(duì)象的一個(gè)附加屬性。

3 靜態(tài)檢測(cè)

3.1 本地變量

python是在編譯def語(yǔ)句時(shí)靜態(tài)檢測(cè)其本地變量的。

a = 1
def local_test():
  a += 1
  print(a)
local_test()  # UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

print(b)  # NameError: name 'b' is not defined

在編譯local_test函數(shù)時(shí)，python就確定了變量 a 為函數(shù)的本地變量。所以在執(zhí)行 a += 1 是會(huì)直接在本地命名空間尋找變量a。

3.2 命名空間搜索鏈

name = "lzl"
 
def f1():
  print(name)
 
def f2():
  name = "eric"
  f1()
 
f2() # lzl

一個(gè)函數(shù)的變量搜索路徑是在它定義的時(shí)候決定的，不受它調(diào)用位置的影響。

f1定義在全局作用域中，其變量的搜索路徑為：本地命名空間 --> 模塊命名空間。所以最后的輸出結(jié)果為‘lzl'。

4 匿名函數(shù)

Python借助lambda關(guān)鍵字定義匿名函數(shù)，格式如下：

lambda 參數(shù)列表: 表達(dá)式

lambda x: x + 1
# 函數(shù)功能類(lèi)型于下面的函數(shù)
def _(x):
  return x + 1

示例

下面一段代碼的輸出結(jié)果是什么：

li = [lambda :x for x in range(10)]
print(li[0]())

其等價(jià)形式：

def fn():
  return x 

li = []
for x in range(10):
  li.append(fn)
li[0]() # fn() -> 9，根據(jù)變量搜索規(guī)則，x在函數(shù)中沒(méi)有定義，在全局變量中查找

以上這篇淺談python函數(shù)之作用域(python3.5)就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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