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Python?全局空間和局部空間_python

作者:小可愛(ài)呦 ? 更新時(shí)間: 2022-06-08 編程語(yǔ)言

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(jiàn),以及生存周期的長(zhǎng)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(chǔ)(變量與值形成映射關(guān)系)。一共三種。

內(nèi)建命名空間:
解釋器啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建,直到解釋器運(yùn)行結(jié)束,生存周期最長(zhǎng);
全局命名空間:
文件運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建,直到解釋器運(yùn)行結(jié)束,生存周期較長(zhǎng);
局部命名空間:
數(shù)調(diào)用時(shí),里面的局部變量才創(chuàng)建,調(diào)用結(jié)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(dòng)->創(chuàng)建內(nèi)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(diào)用結(jié)束后->銷毀函數(shù)對(duì)應(yīng)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(nèi)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(nèi)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(nèi)部可見(jiàn),也就是說(shuō)只能在函數(shù)內(nèi)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(duì)應(yīng)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(nèi)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(gè)文件,就是說(shuō)在整個(gè)文件中的任何一個(gè)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(wú)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(huì)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(dǎo)致在局部空間中無(wú)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(diào)用后定義;導(dǎo)致出錯(cuò)。
? ? var = '局部變量'
? ? print(var)

func()

# 但是局部同名變量不會(huì)影響到全局變量的值
print(var) ?# 全局變量

內(nèi)置函數(shù)就是內(nèi)建命名空間,指的是那些python中自帶的、內(nèi)置的函數(shù)。

3、作用域

局部變量作用域:在函數(shù)的內(nèi)部
全局變量作用域:橫跨整個(gè)文件

4、生命周期

內(nèi)置變量 -> 全局變量 -> 局部變量
內(nèi)置變量自python程序運(yùn)行的時(shí)候開(kāi)始,一直等到python程序結(jié)束之后才會(huì)釋放;
全局變量自創(chuàng)建開(kāi)始,一直到程序結(jié)束或者被清除才會(huì)釋放;
局部變量字創(chuàng)建開(kāi)始,一直到局部空間執(zhí)行結(jié)束或者清除就會(huì)釋放;

5、全局部函數(shù)和關(guān)鍵字的使用

函數(shù)

globals()

返回所有的全局作用域中的內(nèi)容。
如果在全局,調(diào)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(diào)用globals函數(shù)
res = globals()

# 第一次打印,包含a b c
print(res)
'''
結(jié)果:
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000002DBDCA5D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': , '__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(jié)果:
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000002DBDCA5D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': , '__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(diào)用globals之后,獲取的是調(diào)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(diào)用函數(shù)
func()
'''
結(jié)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__': , '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'func': }
'''


# 再定義一些全局變量
d, e, f = 4, 5, 6

# 第二次調(diào)用函數(shù)
func()
'''
結(jié)果:包含 d e f
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000021A3F3DD198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': , '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'func': , 'd': 4, 'e': 5, 'f': 6}
'''

globals可以動(dòng)態(tài)創(chuàng)建全局變量

dic = globals()

print(dic) ?# 返回系統(tǒng)的字典
'''
結(jié)果:
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000026F357ED198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': , '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'dic': {...}}
'''


# 在全局的字典當(dāng)中,通過(guò)添加鍵值對(duì),自動(dòng)創(chuàng)建全局變量,對(duì)應(yīng)的鍵是變量名,對(duì)應(yīng)的值是變量指向的值
dic['msr123123123'] = '123456'

print(msr123123123) # 123456

# 查看全局內(nèi)容
print(dic)
'''
結(jié)果:
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x00000161D944D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': , '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'dic': {...}, 'msr123123123': '123456'}
'''

locals()

返回當(dāng)前所在作用域的所有內(nèi)容。
如果在全局,調(diào)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(diào)用locals函數(shù)
res = locals()

# 第一次打印,包含a b c
print(res)
'''
結(jié)果:
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000018C82A3D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': , '__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(jié)果:
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000018C82A3D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': , '__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(diào)用locals之后,獲取的是調(diào)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(diào)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(diào)用第二遍
? ?res2 = locals()

? ?# 打印第一次的調(diào)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(diào)用,包含 dd ee ff
? ?print(res2) # {'cc': 33, 'bb': 22, 'aa': 11, 'ff': 66, 'ee': 55, 'dd': 44, 'res': {...}}

# 調(diào)用函數(shù),返回在函數(shù)中的局部變量
func()

關(guān)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(gè)全局變量,這個(gè)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(diào)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(wú)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(xué)習(xí)nonlocal之前我們需要先學(xué)習(xí)一些關(guān)于函數(shù)嵌套的知識(shí)。

內(nèi)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(nèi)層的叫做內(nèi)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(nèi)函數(shù)')

? ? # 在外函數(shù)中執(zhí)行內(nèi)函數(shù)
? ? inner()


# 執(zhí)行外函數(shù)
outer()

'''
結(jié)果:
我叫outer,是外函數(shù)
我叫inner,在outer的里面,是內(nèi)函數(shù)
'''
  • 內(nèi)函數(shù)不可以直接在外函數(shù)外執(zhí)行調(diào)用
  • 調(diào)用外函數(shù)后,內(nèi)函數(shù)也不可以在函數(shù)外部調(diào)用
  • 內(nèi)函數(shù)只可以在外函數(shù)的內(nèi)部調(diào)用
  • 內(nèi)函數(shù)在外函數(shù)內(nèi)部調(diào)用時(shí),有先后順序,必須先定義在調(diào)用,因?yàn)閜ython沒(méi)有預(yù)讀機(jī)制,這個(gè)預(yù)讀機(jī)制適用于python中的所有場(chǎng)景。
# 外層是outer,內(nèi)層是inner,最里層是smaller,調(diào)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(nèi)函數(shù),是smaller的外函數(shù)')

? ? ? ? def smaller():
? ? ? ? ? ? print('我叫smaller,是outer和inner的內(nèi)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(jié)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(nèi)函數(shù),是smaller的外函數(shù)
我叫smaller,是outer和inner的內(nèi)函數(shù)
'''

我們?cè)诙鄠€(gè)函數(shù)嵌套的時(shí)候要注意,不管外函數(shù)還是內(nèi)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(nèi)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(nèi)函數(shù)的局部變量。

二、LEGB原則

LEGB原則就是一個(gè)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(nèi)置模塊的命名空間 ? ?(內(nèi)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(dāng)前函數(shù)內(nèi)的作用域 ? ? ? ? ? (局部作用域)

nonlocal

現(xiàn)在我們正式學(xué)習(xí)nonlocal關(guān)鍵字,nonlocal的作用是修改當(dāng)前局部環(huán)境中上一層的局部變量。那么我們根據(jù)這個(gè)作用便知道了nonlocal的使用環(huán)境至少是一個(gè)二級(jí)的嵌套環(huán)境,且外層的局部環(huán)境中必須存在一個(gè)局部變量。

def outer():
? ? # 定義變量
? ? lvar = 'outer var'

? ? def inner():
? ? ? ? # 內(nèi)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(méi)有這個(gè)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(méi)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(méi)有這個(gè)變量,那么就會(huì)報(bào)錯(cuò),因?yàn)閚onlocal只會(huì)修改局部變量,如果超出范圍,就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

var = 1 ?# 變量在最外層的函數(shù)之外,也就是全局變量,nonlocal無(wú)法修改

def outer():

? ?def inner():

? ? ? def smaller():

? ? ? ? ?nonlocal var ? ?# error,沒(méi)有局部變量
? ? ? ? ?var = 2
? ? ? ? ?print(var)

? ? ? smaller()

? ?inner()

outer()

三、總結(jié)

全局變量和局部變量

局部環(huán)境中可以調(diào)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(diào)用局部變量 也不能修改

函數(shù)
global()
(在函數(shù)內(nèi)部使用,可以對(duì)全局變量進(jìn)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(nèi)函數(shù)中使用,可以在內(nèi)函數(shù)中修改外函數(shù)中的局部變量)

關(guān)鍵字:

locals
1、locals獲取當(dāng)前作用域當(dāng)中所有的變量
如果在全局調(diào)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(diào)用loclas之后,獲取的是調(diào)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(diào)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(diào)用globals之后,獲取的是調(diào)用之前的所用變量,返回字典,全局作用域

原文鏈接:https://blog.51cto.com/u_14926812/5175412

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