python命名空间和作用域及local,global,locals(),globals()区别

送分小仙女□ 提交于 2020-01-09 13:28:24

1.命名空间及作用域的基本概念 

python命名空间和作用域及local,global,locals(),globals()区别 
目录:
 
1.1.模块级变量运用
 
2.变量的作用域
3.local,global,locals(),globals()区别
locals查看局部变量
globals查看修改删除全局变量
4.典型错误处理   
1.1.命名空间分类:
 
全局命名空间:记录模块变量,包括函数、类、导入模块、模块级变量和常量
局部命名空间:函数,类,推导式名字空间叫做局部名字空间,记录参数和局部变量
内置命名空间:任何模块均可访问它,存放着内置函数异常
1.2.三种命名空间之间的加载与取值顺序:
 
加载顺序:
内置命名空间(程序运行前加载)->全局命名空间(程序运行中:从上到下加载)->局部命名空间(程序运行中:调用时才加载)
 
取值 ,查找变量顺序:
局部命名空间->全局命名空间->内置命名空间
 
局部名字空间local 本地-  特指当前函数或类方法。
局部名字空间 Eclosing封闭-  函数体内定义函数
全局名字空间global全局 -  特指当前模块。
内置名字空间 built-in内置-  对每个模块都是全局的。
 
注意:
import module:模块自身被导,保持自已名字空间;module.function在模块的命名空间中运用
from module import: 将module.function函数属性导入当前名字空间;可以直接使用 
1.3.python代码运行函数机理
 
python解释器开始执行之后,在内存中开辟一个空间,当遇到一个变量时把变量名和值
之间对应关系记录下来。当遇到函数定义时解释器只是象征性将函数名读入内存,表示知
道这个函数存在,至于函数内部的变量和逻辑解释器根本不关心
 
代码在运行伊始,创建的存储“变量名与值的关系”的空间叫做全局命名空间
 
等执行到函数调用的时候,python解释器会再开辟一块内存来存储这个函数里的内容,
这个时候,才关注函数里面有哪些变量,而函数中的变量会存储在新开辟出来的内存中。
 
函数中变量只能在函数内部使用,随着函数执行完毕这块内存中所有内容被清空
在函数的运行中开辟的临时的空间叫做局部命名空间
 
内置命名空间存放python解释器提供名字input print str list tuple.等.可直接使用。 
2.变量的作用域 
概念:
global变量:为全局作用域;
nonlocal变量:为封闭作用域,系统每次执行函数时会创建新的局部命名空间
globals()  :以字典类型返回当前位置的全部全局变量。
locals()  :以字典类型返回当前位置的全部局部变量
用途:
用于定义,查看,修改变量
注意:
1)golbal用于定义全局变量
2)nonlocal用于函数内定义局部变量
3)globals,locals函数用名字空间来记录变量轨迹;名字空间是一个字典 {变量名:变量值}
4)名字空间在运行时直接可以访问,可在命名空间中更改变量
(1)局部名字空间可通过内置locals函数访问; locals是只读 不可修改;locals()返回的拷贝;修改不影响局部名字空间中变量值
(2)全局(模块级别)名字空间可通过内置globals函数来访问;globals可以修改,返回全局名字空间;对他修改影响全局变量
 
5).跨模块共享全局变量
在单个程序中跨模块共享信息的规范方式是创建一个特殊模块(通常称为config或cfg)。
只需在应用程序的所有模块中导入配置模块;  该模块将成为全局名称。由于每个模块只有
一个实例,因此对模块对象所做的任何更改都会反映到处。例如: 
 
config.py:
x = 0 # Default value of the 'x' configuration setting
mod.py:
import config
config.x = 1
main.py:
import config
import mod
print(config.x)
3.实例 :

 
 
实例1-locals()查看局部变量
def add_tcy(a,b):
z=a+b
s=locals()
locals()['z'] = -100 # 修改局部名字空间拷贝变量无影响
return s['z'],z,s
 
f=add_tcy(3,4) # (-100, 7, {'a': 3, 'b': 4, 'z': -100, 's': {...}})#z并未改变,改变的locals()拷贝的副本 
实例2-globals()查看修改删除全局变量
import os
 
'name' in globals() #False
globals()['name']=os.getcwd()#'C:\\python37\\Scripts'
'name' in globals() #True
del globals()['name']
'name' in globals() # False 
实例3-globals()在命名空间中修改全局变量
 
x,y=10,20
z=x+y
print(z)#30
globals()['x']=-100 # globals()修改变量x的值为-100
z=x+y
print(z)#80

4.实例:测试全局变量和局部变量 

显示函数定义: 
lst=[0,0]
def view_variable(locals,globals,lst=lst):
'''仅显示变量,去除其他显示'''
 
   def ChooseVariable(data):
     d={}
     for key,value in data.items():
         if ('__' not in key) and (not isinstance(value,dict)) and('lst' not in key):
            if 'function' in str(value):value='fun'
            d[key]=value
            lst[1]=lst[1]+1
            lst[0]=(lst[0]+1) if (lst[1]%2)==0 else lst[0]
     return d
 
     print('{}.1.locals={}'.format(lst[0],ChooseVariable(locals)))
     print('{}.2.globals={}'.format(lst[0],ChooseVariable(globals))) 
实例1:
g_x0=1 #全局作用域
 
l=locals()
g=globals()
view_variable(l,g)
# 1.locals={'view_variable': 'fun', 'g_x0': 1}
# 2.globals={'view_variable': 'fun', 'g_x0': 1} 
实例2:测试全局变量和局部变量---闭包变量测试
g1=-1000
def test_func():
   V0=10 #作用域为test_func函数
   l = locals()
   g = globals()
   view_variable(l, g)
 
      # 0.1.locals={'V0': 10}
      # 0.2.globals={'view_variable': 'fun', 'g1': -1000, 'test_func': 'fun'}
 
   def local_func():
      V0 = 20 #作用域为本函数
      l = locals()
      g = globals()
      view_variable(l, g)
      # 1.1.locals={'V0': 20}
      # 1.2.globals={'view_variable': 'fun', 'g1': -1000, 'test_func': 'fun'}
 
   def nonlocal_func():
      nonlocal V0 #作用域为test_func函数内部
      V0=15
      l = locals()
      g = globals()
      view_variable(l, g)
      # 2.1.locals={'V0': 15}
      # 2.2.globals={'view_variable': 'fun', 'g1': -1000, 'test_func': 'fun'}
 
   def global_func():
      global V0 #新建global全局变量
      V0=-1
      l = locals()
      g = globals()
      view_variable(l, g)
      # 3.1.locals={}
      # 3.2.globals={'view_variable': 'fun', 'g1': -1000, 'test_func': 'fun', 'V0': -1}
 
   local_func()
   print("V0=:", V0) # V0=10
   nonlocal_func()
   print("V0=:", V0) #V0=15
   global_func()
   print("V0=", V0) #同名内部优先V0=15
   l = locals()
   g = globals()
   view_variable(l, g)
   # 4.1.locals={'V0': 15, 'local_func': 'fun', 'nonlocal_func': 'fun', 'global_func': 'fun'}
   # 4.2.globals={'view_variable': 'fun', 'g1': -1000, 'test_func': 'fun', 'V0': -1}
 
测试调用
test_func()
print(V0) #V0=-1
l=locals()
g=globals()
view_variable(l,g)
# 5.1.locals={'view_variable': 'fun', 'g1': -1000, 'test_func': 'fun', 'V0': -1}
# 5.2.globals={'view_variable': 'fun', 'g1': -1000, 'test_func': 'fun', 'V0': -1}

5.错误处理:

实例1
def myFunction(param1=123,param2="Python"):
   # global myVar
   for key,val in locals().items():
       print( "key==> (%s : %s)" % (key,str(val)))
   myVar = myVar + 1
 
myVar = 27
myFunction(12,'Tom')
#缺省global myVar程序报错
#输出:
# key==> (param1 : 12)
# key==> (param2 : Tom)
#报错原因:局部赋值需要注意
 
Python有如下假设,如果在函数体内的任何地方对变量赋值,则Python将名称添加到局部命名空间。
语句myVar = myVar + 1对名称myVar进行赋值,Python假设无论在何处发生赋值,myVar都是函数myFunction局部命名空间的一部分。
当Python尝试把1添加到myVar中时,该名称在局部命名空间中,但它没有关联值,因此报错。
    
问题在于Python何时决定myVar出现在局部空间中,这发生在代码运行之前,即,在Python运行到函数定义之前。由于创建局部命名空间时
(代码实际运行之前)。Python会检查代码并填充局部命名空间。在Python运行那行代码前,就发现了对myVar的赋值,并把它添加到局部
命名空间中。当函数执行时,Python解释器认为myVar在局部命名空间中但没有值,所以会产生错误。
    
解决办法:
如果在函数体内,使用global语句将变量声明为全局变量,那么Python不会为该变量在命名空间中创建局部名称。 
实例2:典型内部变量运用错误
 
def a(x):
     print(x)
     def b():
         print(x) #报错,函数内赋值操作对外层变量屏蔽,无论赋值参数在本函数内部位置何处
         x = 20
         print(x)
     return b
 
f=a(10)()
print(f)
解决办法 : 
 
def a(x):
     print(x)
     def b():
         nonlocal x  # python3 的 nonlocal 语句可以内部函数直接使用外部函数
         print(x) #报错,函数内赋值操作对外层变量屏蔽,无论赋值参数在本函数内部位置何处
         x = 20
         print(x)
     return b
 
f=a(10)()
print(f)
 
# 10
# 10
# 20
# None
备注:globals在python项目中的具体应用:https://www.cnblogs.com/yoyoketang/p/11241473.html

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