一、命名空間和作用域

當出現了函數，變量聲明的位置就發生了變化，不同位置聲明的變量，能訪問這個變量的范圍也出現了限制

1.1 定義

**命名空間：**聲明定義了變量，變量存在的范圍，主要是通過命名空間，來區分不同范圍中聲明的變量。作用域： 一個數據能夠作用的范圍

命名空間根據范圍的不同，分為以下幾種類型：

1.2 內建命名空間和內建作用域

Python程序中最大的一個命名空間，通常在解釋器運行目標代碼的時候(也就是點RUN的時候)，由解釋器創建的一個命名空間，負責初始化(即第一次賦值、第一次創建)系統環境變量。如：int/type()等

• 內建命名空間加載時間：運行代碼之前，通過解釋器加載好系統的命名空間。包含了int/float/str/type()等等各種數據類型或者函數，所以我們在代碼中才可以直接使用這些數據類型或者函數
• 作用：初始化系統環境變量
• 作用域：內建作用域(Builtin)，此空間內的數據作用范圍是整個內建空間，包括子空間
• 查看方式：dir()

1.3 全局命名空間和全局作用域

定義： 編寫Python代碼時，創建一個python文件，其中聲明在函數外部的變量，稱為：全局變量(global)。當前可以聲明全局變量的所有位置稱為全局命名空間

加載時間：解釋器運行目標代碼時，加載全局命名空間，初始化該命名空間中的所有全局變量作用：聲明、定義全局變量的范圍作用域：全局作用(Global)查看方式：globals()查看當前全局命名空間中的所有全局變量，本質上globals()就是一個存儲了數據的字典，

例如：

name = "張三"
age = 12
grade = ["1",2,"3"]
def outer():
    a = "a"
    def inner():
        a = "b"
    return inner
fun = outer()
fun()
print(f"全局變量字典為：{globals()}")

運行結果：

1.3 局部命名空間和局部作用域

定義：當Python文件中聲明函數時，獨立出來了一個小的作用范圍(函數內部)，通常情況下我們將函數內部的空間稱為：局部命名空間

加載時間：解釋器運行目標代碼時，加載完全局命名空間之后，加載局部命名空間，初始化局部命名空間中的局部變量

注意：如果是嵌套函數，嵌套函數是沒有命名空間的，嵌套函數的空間存于父函數內，但嵌套函數是有其自己的作用域的，叫嵌套作用域(內部作用域)

作用：聲明、定義局部變量作用域：局部作用域（嵌套作用域）查看方式：Locals()查看當前命名空間中的所有數據

Locals(): 查看當前命名空間中的數據

編寫在函數內部：查看局部命名空間中的數據編寫在函數外部：和globals()一樣的意義

示例：

name = "張三"
age = 12
grade = ["1",2,"3"]
def outer():
    a = "a"
    print(f"outer局部的數據：{locals()}")
    def inner():
        a = "b"
        print(f"inner局部的數據：{locals()}")
    return inner

fun = outer()
fun()
print(f"全局變量字典為：{globals()}")
print(f"全局部的數據：{locals()}")

運行結果：

1.4 總結

• 命名空間是一個名詞, 表示了一個可以聲明變量的范圍
• 用作域是一個動詞，表示一個變量起作用的范圍
• 解釋器運行時，命名空間的加載順序：內建命名空間–>全局命名空間–>局部命名空間
• 查詢使用變量，查詢使用順序：內部作用域–>嵌套作用域–>全局作用域–>內建作用域,也就是Python常說的LEGB原則。查找順序通俗的說就是：就近原則，一直找到內建作用域，找不到報：“name is not defined”

1.5 擴展LEGB

• Local,本地作用域，局部作用域的local命名空間。函數調用時創建，調用結束消亡
• Enclosing,Python2.2時引入嵌套函數，實現了閉包，這個就是嵌套函數的外部函數的命名空間
• Global，全局作用域，即一個模塊的命名空間。模塊被import時創建 ，解釋器退出時消亡
• Build-in，內置模塊的命名空間,生命周期從python解釋器啟動時創建到解釋器退出時消亡，例如：print(open),print和open都是的變量

二、Global關鍵字的使用說明

在講述什么是Global之前，讓我們先來看一個例子，以下例子兩條print語句分別打印什么：

x = 100
def fn1():
    x +=1
    print(f"函數內的{x}")
fn1()
print(f"變更后的{x}")

運行結果：

為什么會運行報錯：X在使用前需要先分配變量值，明明我們在全局已經定義了一個X=100
原因：在python動態語言內，== 賦值即定義== ，在inner內部

• x += 1其實是一個x = x+1的賦值語句，那這個x就會函數運行在初始化進行加載，變成局部的一個變量
• 而=運算時，從左往右執行，在x=的時候已經默許了x是local variable，因此外部作用域的x=100是被屏蔽的。所以x+1中的x相當于一個沒有賦值的變量，從而報錯。

那么怎么解決這個問題？解決的辦法一：使用global關建字將x定義為全局變量，這時在函數局部就會將x指向全局的變量x

讓我們來看看具體的應用，下面的代碼運行結果如何：

x = 100
def fn1():
    x = 10
    global x
    x +=1
    print(f"函數內的{x}")
fn1()
print(f"變更后的{x}")

運行結果：

為什么還是報錯，我們不是已經使用了global嗎？那是因為我們前面聲明前加了一句：x = 10
x = 10 時會將其置為局部變量，但程序執行到global x時，發現x已經在局部定義過了，所以報錯，所以我們要先聲明再調用

所以我們將程序調整為：

那么問題又來了，下面的例子，global x在inner函數內可以調用嗎？

x = 100
def outer():
    global x
    x +=1
    print(f"ouer的x調用結果{x}")
    def inner():
        x +=1
        print(f"inner的x調用結果{x}")
    return inner
a = outer()
a()

運行結果：

為什么報錯，不是已經定義了global全局變量，同時也是局部作用域內先定義了嗎？

原因：Global 定義只在全局和定義的當前作用域內起作用，所以上面的例子，global x只在全局作用域和嵌套作用域內可用，如果inner內部想調用，需要做以下調整

特別說明：

global關鍵字是一種破壞函數封裝的方式，變量未經過傳參即可在函數內部作用域內使用。所以在日常使用中，**不要使用，那我們要實現這種調用，可以用什么方式呢？python給我提供了一個關鍵字：Nolocal，后續我的筆記中會詳細提到