Python?全局空間和局部空間
一、空間和局部空間
1、命名空間
命名空間的概念的提出是為了劃分和控制變量是否可見，以及生存周期的長短；命名空間的作用范圍叫做作用域。
劃分一塊區(qū)域保存所有數(shù)據(jù)，以字典的方式存儲（變量與值形成映射關系）。一共三種。
內建命名空間：
解釋器啟動時創(chuàng)建，直到解釋器運行結束，生存周期最長；
全局命名空間：
文件運行時創(chuàng)建，直到解釋器運行結束，生存周期較長；
局部命名空間：
數(shù)調用時，里面的局部變量才創(chuàng)建，調用結束后即釋放，生存周期較短；
創(chuàng)建和銷毀順序
創(chuàng)建順序：
python解釋器啟動->創(chuàng)建內建命名空間->創(chuàng)建全局命名空間->創(chuàng)建局部命名空間
銷毀順序：
函數(shù)調用結束后->銷毀函數(shù)對應的局部命名空間數(shù)據(jù)->銷毀全局命名空間數(shù)據(jù)->銷毀內建命名空間數(shù)據(jù)
2、全局變量和局部變量
什么是全局和局部變量：
局部變量就是在函數(shù)內部定義的變量，局部變量所在的就是局部命名空間，作用域僅僅在函數(shù)內部可見，也就是說只能在函數(shù)內部使用。
# 在函數(shù)中創(chuàng)建的變量就是局部變量 def func(): ? ?var = '局部變量' # 局部變量不可以在非對應局部環(huán)境中使用 print(var) ?# error, 該變量不存在
全局變量就是在函數(shù)外部定義的或者使用??global??在函數(shù)內部定義的變量，全局變量所在的命名空間就是全局命名空間，作用域橫跨整個文件，就是說在整個文件中的任何一個地方都可以使用全局變量。
# 在全局環(huán)境中創(chuàng)建的變量就是全局變量 var = '全局變量' def func(): ? ? # 在局部中也可以使用全局變量 ? ? print(var) ?# 全局變量 func()
局部變量最好不要和全局變量同名，如果同名，在局部環(huán)境中就無法使用全局變量了。
var = '全局變量' def func(): ? ? # 先使用了全局變量 ? ? print(var) ?# error, 找不到該變量 ? ? ? ? # 然后局部變量和全局變量同名，那么新的局部變量就會在局部空間中覆蓋了全局變量的一切影響力，這就叫做局部變量修改了全局變量； ? ? # 這樣的話導致在局部空間中無法在使用該全局變量，之前在局部空間中使用的該變量就成為了先調用后定義；導致出錯。 ? ? var = '局部變量' ? ? print(var) func() # 但是局部同名變量不會影響到全局變量的值 print(var) ?# 全局變量
內置函數(shù)就是內建命名空間，指的是那些python中自帶的、內置的函數(shù)。
3、作用域
局部變量作用域：在函數(shù)的內部
全局變量作用域：橫跨整個文件
4、生命周期
內置變量 -> 全局變量 -> 局部變量
內置變量自python程序運行的時候開始，一直等到python程序結束之后才會釋放；
全局變量自創(chuàng)建開始，一直到程序結束或者被清除才會釋放；
局部變量字創(chuàng)建開始，一直到局部空間執(zhí)行結束或者清除就會釋放；
5、全局部函數(shù)和關鍵字的使用
函數(shù)
globals()
返回所有的全局作用域中的內容。
如果在全局，調用globals之后，獲取的是打印之前的所有變量，返回字典，全局空間作用域；
# 定義一些全局變量
a, b, c = 1, 2, 3
# 調用globals函數(shù)
res = globals()
# 第一次打印，包含a b c
print(res)
'''
結果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000002DBDCA5D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'res': {...}}
'''
# 再定義一些變量
d, e, f = 1, 2, 3
# 第二次打印，包含a b c d e f
print(res)
'''
結果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000002DBDCA5D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'res': {...}, 'd': 1, 'e': 2, 'f': 3}
'''
如果在局部，調用globals之后，獲取的是調用之前的所用變量，返回字典，全局空間作用域；
# 定義一些全局變量
a, b, c = 1, 2, 3
# 在局部環(huán)境中使用globals函數(shù)
def func():
? ? res = globals()
? ? print(res)
# 調用函數(shù)
func()
'''
結果：不包含 d e f
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000001E7C287D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'func': <function func at 0x000001E7C2772F28>}
'''
# 再定義一些全局變量
d, e, f = 4, 5, 6
# 第二次調用函數(shù)
func()
'''
結果：包含 d e f
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000021A3F3DD198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'func': <function func at 0x0000021A3F2D2F28>, 'd': 4, 'e': 5, 'f': 6}
'''globals可以動態(tài)創(chuàng)建全局變量
dic = globals()
print(dic) ?# 返回系統(tǒng)的字典
'''
結果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000026F357ED198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'dic': {...}}
'''
# 在全局的字典當中，通過添加鍵值對，自動創(chuàng)建全局變量，對應的鍵是變量名，對應的值是變量指向的值
dic['msr123123123'] = '123456'
print(msr123123123) # 123456
# 查看全局內容
print(dic)
'''
結果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x00000161D944D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'dic': {...}, 'msr123123123': '123456'}
'''
locals()
返回當前所在作用域的所有內容。
如果在全局，調用locals之后，獲取的是打印之前的所有變量，返回字典，全局空間作用域；
# 定義一些全局變量
a, b, c = 1, 2, 3
# 調用locals函數(shù)
res = locals()
# 第一次打印，包含a b c
print(res)
'''
結果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000018C82A3D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test1.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'res': {...}}
'''
# 再定義一些變量
d, e, f = 1, 2, 3
# 第二次打印，包含a b c d e f
print(res)
'''
結果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000018C82A3D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test1.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'res': {...}, 'd': 1, 'e': 2, 'f': 3}
'''
如果在局部，調用locals之后，獲取的是調用之前的所有變量，返回字典，局部空間作用域；
# 定義一些局部變量
def func():
? ?# 局部變量
? ?aa, bb, cc = 11, 22, 33
? ?# 第一遍調用
? ?res = locals()
? ?# 第一次打印，包含 aa bb cc
? ?print(res) ?# {'cc': 33, 'bb': 22, 'aa': 11}
? ?# 再定義一些局部變量
? ?dd, ee, ff = 44, 55, 66
? ?# 第二次打印，不包含 dd ee ff
? ?print(res) ?# {'cc': 33, 'bb': 22, 'aa': 11}
? ?# 調用第二遍
? ?res2 = locals()
? ?# 打印第一次的調用，包含 dd ee ff
? ?print(res) ?# {'cc': 33, 'bb': 22, 'aa': 11, 'ff': 66, 'ee': 55, 'dd': 44, 'res': {...}}
? ?
? ?# 打印第二次的調用，包含 dd ee ff
? ?print(res2) # {'cc': 33, 'bb': 22, 'aa': 11, 'ff': 66, 'ee': 55, 'dd': 44, 'res': {...}}
# 調用函數(shù)，返回在函數(shù)中的局部變量
func()關鍵字
global
在局部環(huán)境中創(chuàng)建的變量是局部變量，在全局環(huán)境中是不可以使用的。但是使用global定義的變量就是一個全局變量，這個變量可以全局環(huán)境中使用。
def func(): ? ? var = '局部變量' ? ? global glvar ? ? glvar = '全局變量' # 一定要執(zhí)行局部環(huán)境喲 func() # 全局環(huán)境中 print(var) ?# error，局部變量不能調用 # 使用global定義的變量是全局變量 print(glvar) ? ?# 全局變量
在局部環(huán)境中無法修改全局變量的值，使用global可以在局部環(huán)境中修改全局變量。
var = '全局變量' def func(): ? ? global var ? ? var = '局部環(huán)境中修改' func() print(var) ?# 局部環(huán)境中修改
6、函數(shù)的嵌套
在學習nonlocal之前我們需要先學習一些關于函數(shù)嵌套的知識。
內函數(shù)和外函數(shù)
函數(shù)之間是可以互相嵌套的，外層的叫做外函數(shù)，內層的叫做內函數(shù)。
def outer():
? ? print('我叫outer，是外函數(shù)')
? ? def inner():
? ? ? ? print('我叫inner，在outer的里面，是內函數(shù)')
? ? # 在外函數(shù)中執(zhí)行內函數(shù)
? ? inner()
# 執(zhí)行外函數(shù)
outer()
'''
結果：
我叫outer，是外函數(shù)
我叫inner，在outer的里面，是內函數(shù)
'''- 內函數(shù)不可以直接在外函數(shù)外執(zhí)行調用
- 調用外函數(shù)后，內函數(shù)也不可以在函數(shù)外部調用
- 內函數(shù)只可以在外函數(shù)的內部調用
- 內函數(shù)在外函數(shù)內部調用時，有先后順序，必須先定義在調用，因為python沒有預讀機制，這個預讀機制適用于python中的所有場景。
# 外層是outer，內層是inner，最里層是smaller，調用smaller里的所有代碼
def outer():
? ? print('我叫outer，是最外層函數(shù)，是inner和smaller的外函數(shù)')
? ? def inner():
? ? ? ? print('我叫inner，是outer的內函數(shù)，是smaller的外函數(shù)')
? ? ? ? def smaller():
? ? ? ? ? ? print('我叫smaller，是outer和inner的內函數(shù)')
? ? ? ? # 先在inner中執(zhí)行smaller
? ? ? ? smaller()
? ? # 然后在outer中執(zhí)行inner
? ? inner()
# 最后再執(zhí)行outer才能執(zhí)行smaller函數(shù)
outer()
'''
結果：
我叫outer，是最外層函數(shù)，是inner和smaller的外函數(shù)
我叫inner，是outer的內函數(shù)，是smaller的外函數(shù)
我叫smaller，是outer和inner的內函數(shù)
'''我們在多個函數(shù)嵌套的時候要注意，不管外函數(shù)還是內函數(shù)，都是函數(shù)，只要是函數(shù)中的變量都是局部變量。
內涵可以使用外函數(shù)的局部變量，外函數(shù)不能直接使用內函數(shù)的局部變量。
二、LEGB原則
LEGB原則就是一個就近找變量原則，依據(jù)就近原則，從下往上，從里向外，依次尋找。
B————Builtin（Python）：Python內置模塊的命名空間 （內建作用域）
G————Global（module）：函數(shù)外部所在的命名空間 （全局作用域）
E————Enclosing Function Locals：外部嵌套函數(shù)的作用域（嵌套作用域）
L————Local（Function）：當前函數(shù)內的作用域 （局部作用域）
nonlocal
現(xiàn)在我們正式學習nonlocal關鍵字，nonlocal的作用是修改當前局部環(huán)境中上一層的局部變量。那么我們根據(jù)這個作用便知道了nonlocal的使用環(huán)境至少是一個二級的嵌套環(huán)境，且外層的局部環(huán)境中必須存在一個局部變量。
def outer(): ? ? # 定義變量 ? ? lvar = 'outer var' ? ? def inner(): ? ? ? ? # 內函數(shù)使用nonlocal修改上一層的局部變量 ? ? ? ? nonlocal lvar ? ? ? ? lvar = 'inner var' ? ? # 執(zhí)行inner函數(shù) ? ? inner() ? ? print(lvar) outer() # inner var
假如上一層的局部環(huán)境中沒有這個變量怎么辦，那么就根據(jù)LEGB原則向上尋找。
def outer(): ? ? # 定義變量 ? ? lvar = 'outer var' ? ? def inner(): ? ? ? ?? ? ? ? ? def smaller(): ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? # smaller中修改變量，但是inner中沒有，就向上尋找修改outer中的變量 ? ? ? ? ? ? nonlocal lvar ? ? ? ? ? ? lvar = 'smaller var' ? ? ? ? # 執(zhí)行 smaller函數(shù) ? ? ? ? smaller() ? ? # 執(zhí)行inner函數(shù) ? ? inner() ? ? print(lvar) # 執(zhí)行outer函數(shù) outer()
如果層層尋找，直到最外層的函數(shù)中也沒有這個變量，那么就會報錯，因為nonlocal只會修改局部變量，如果超出范圍，就會報錯。
var = 1 ?# 變量在最外層的函數(shù)之外，也就是全局變量，nonlocal無法修改 def outer(): ? ?def inner(): ? ? ? def smaller(): ? ? ? ? ?nonlocal var ? ?# error，沒有局部變量 ? ? ? ? ?var = 2 ? ? ? ? ?print(var) ? ? ? smaller() ? ?inner() outer()
三、總結
全局變量和局部變量
局部環(huán)境中可以調用全局變量，但是不能修改（但是如果全局變量是可變數(shù)據(jù)則可以修改其中的值）
全局環(huán)境中不能調用局部變量 也不能修改
函數(shù)
global()
（在函數(shù)內部使用，可以對全局變量進行操作）
- 1、可以在局部環(huán)境中定義全局變量
- 2、可以在局部環(huán)境中修改全局變量
nonlocal()
（在內函數(shù)中使用，可以在內函數(shù)中修改外函數(shù)中的局部變量）
關鍵字:
locals
1、locals獲取當前作用域當中所有的變量
如果在全局調用locals之后，獲取的是打印之前的所有變量，返回字典，全局作用域
如果在局部調用loclas之后，獲取的是調用之前的所有變量，返回字典，局部作用域
globals
2、globals只獲取全局空間中的所有變量
如果在全局調用globals之后，獲取的是打印之前的所用變量，返回字典，全局作用域
如果在局部調用globals之后，獲取的是調用之前的所用變量，返回字典，全局作用域
到此這篇關于Python 全局空間和局部空間的文章就介紹到這了,更多相關Python命名空間內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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