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Python第十八节命名空间作用域详细介绍及注意事项

news 2025/10/19 7:12:54

1. 命名空间概述

命名空间是一个从名称到对象的映射，在Python中，命名空间通过字典实现，用于避免命名冲突。

命名空间的类型：

内置命名空间：包含内置函数和异常
全局命名空间：模块级别定义的名称
局部命名空间：函数内部定义的名称

2. 作用域类型

Python有4种作用域（`LEGB`规则）：

Local：局部作用域
Enclosing：闭包函数外的函数中
Global：全局作用域
Built-in：内置作用域

3. 代码案例分析

3.1：基本作用域演示

# 全局变量
global_var = "I'm global"def outer_function():# 闭包作用域变量outer_var = "I'm in outer function"def inner_function():# 局部变量local_var = "I'm in inner function"print(local_var)        # 访问局部变量print(outer_var)        # 访问闭包变量print(global_var)       # 访问全局变量print(len("test"))      # 访问内置函数inner_function()# print(local_var)  # 错误：无法访问内部函数的局部变量outer_function()
print(global_var)  # 可以访问全局变量

3.2：变量遮蔽问题

x = "global x"def test_scope():x = "local x"  # 遮蔽了全局变量xprint(f"Inside function: {x}")test_scope()
print(f"Outside function: {x}")
输出：text
Inside function: local x
Outside function: global x

3.3：使用global关键字

count = 0def increment():global count  # 声明使用全局变量count += 1print(f"Count inside: {count}")increment()
increment()
print(f"Count outside: {count}")

3.4：使用nonlocal关键字

def outer():x = "outer"def inner():nonlocal x  # 声明使用外层函数的变量x = "modified by inner"print(f"Inner: {x}")inner()print(f"Outer: {x}")outer()

3.5：闭包作用域

def make_multiplier(factor):# factor 在闭包作用域中def multiplier(x):# x 在局部作用域中return x * factorreturn multiplierdouble = make_multiplier(2)
triple = make_multiplier(3)print(double(5))  # 输出: 10
print(triple(5))  # 输出: 15

3.6：类中的命名空间

class MyClass:# 类命名空间class_var = "I'm a class variable"def __init__(self, instance_var):# 实例命名空间self.instance_var = instance_vardef show_vars(self):print(f"Class variable: {self.class_var}")print(f"Instance variable: {self.instance_var}")# 创建实例
obj1 = MyClass("Instance 1")
obj2 = MyClass("Instance 2")obj1.show_vars()
obj2.show_vars()# 修改类变量会影响所有实例
MyClass.class_var = "Modified class variable"
obj1.show_vars()
obj2.show_vars()

3.7：内置作用域示例

def test_builtin_scope():# 访问内置函数numbers = [5, 2, 8, 1, 9]print(f"Max: {max(numbers)}")print(f"Min: {min(numbers)}")print(f"Length: {len(numbers)}")# 如果定义了同名变量，会遮蔽内置函数# len = 10  # 这会遮蔽内置len函数# print(len(numbers))  # 错误！test_builtin_scope()

3.8：动态查看命名空间

def examine_namespaces():local_var = "I'm local"# 查看局部命名空间print("Local namespace:", locals())# 查看全局命名空间print("Global namespace keys:", list(globals().keys())[:5])  # 只显示前5个examine_namespaces()# 全局命名空间
global_var = "I'm global"
print("Global var in globals:", 'global_var' in globals())

3.9：作用域链搜索演示

def level_1():level_1_var = "Level 1"def level_2():level_2_var = "Level 2"def level_3():level_3_var = "Level 3"# Python会按 L->E->G->B 顺序搜索变量print(level_3_var)  # Localprint(level_2_var)  # Enclosingprint(level_1_var)  # Enclosing (外层的外层)print(global_var)   # Globallevel_3()level_2()global_var = "Global level"
level_1()

3.10：函数参数的作用域

def function_with_params(a, b, c=10):"""函数参数属于函数的局部作用域"""print(f"a (local): {a}")print(f"b (local): {b}") print(f"c (local with default): {c}")# 参数名不能与全局变量冲突，除非使用global# 但通常应该避免这种命名冲突global_var = "global"function_with_params(1, 2, 3)