Python的命名空间和作用域

liukaida

1. 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
 

2. 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：

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。
 

3. 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。
 

4. 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。