Python教程068 作用域(scope)

作用域(scope)

作用域是在一个定义范围内引用变量(名称)的能力。作用域定义了一个代码块中变量(名称)的可见性。如果代码块中定义了一个局部变量，则其作用域包含该代码块。如果定义发生于函数代码块中，则其作用域会扩展到该函数所包含的任何代码块，除非有某个被包含代码块引入了对该名称的不同绑定。

分类

只有函数、类、模块会产生作用域,if，whilr，for代码块没有作用域。作用域按照变量的定义位置可以划分为4类：
Local(函数内部)局部作用域
Enclosing（嵌套函数的外层函数内部）嵌套作用域（闭包）
Global（模块全局）全局作用域
Built-in（内建）内建作用域

例如：

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# -*- coding: UTF-8 -*-
# filename: test.py

# 变量对象s拥有全局作用域
s = "Hello"

# 变量对象a虽然处于if代码块中，但没有独自的作用域。变量对象a拥有全局作用域。
if True:
    a = 100

# 变量对象c拥有类A的作用域
class A:
    c = "class"

# 函数对象hello拥有全局作用域
def hello(name):
    # 变量对象h拥有局部作用域
    h = s + name
    # 函数对象print是随Python解释器启动而来的，拥有内建作用域。
    print(h)

# 函数对象outer拥有全局作用域
def outer():
    args = 200
    # 函数对象inner拥有嵌套作用域,函数内部能访问外层函数outer的变量args
    def inner():
        print(args)
    return inner

print(A.c)     # 输出 class

hello(" Tom")  # 输出 Hello Tom
print(a)       # 输出 100

p = outer()
p()     # 输出 200

命名空间与作用域的关系

命名空间定义了在某个作用域内变量名和绑定值之间的对应关系，命名空间是键值对的集合，变量名与值是一一对应关系。作用域定义了命名空间中的变量能够在多大范围内起作用。

命名空间在python解释器中是以字典的形式存在的，是以一种可以看得见摸得着的实体存在的。作用域是python解释器定义的一种规则，该规则确定了运行时变量查找的顺序，是一种形而上的虚的规定。

变量查找顺序

python解释器动态执行过程中，对遇到的变量进行解释时，是按照一条固定的作用域链查找解释的，又称为LEGB法则。其中L代表Local 局部作用域，E代表Enclosing 嵌套作用域，G代表Global 全局作用域，B代表Built-in 内建作用域。 python解释器查找变量时，会按照顺序依次查找局部作用域，嵌套作用域，全局作用域，内建作用域，在任意一个作用域中找到变量则停止查找，所有作用域查找完成没有找到对应的变量，则抛出 NameError: name ‘xxxx’ is not defined的异常。

在局部作用域中，可以看到局部作用域、嵌套作用域、全局作用域、内建作用域中所有定义的变量。

在全局作用域中，可以看到全局作用域、内建作用域中的所有定义的变量，无法看到局部作用域中的变量。如果Python在这些名字空间找不到x，它将放弃查找并引发一个NameError异常，如，NameError: name ‘x’ is not defined。

例如：

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# -*- coding: UTF-8 -*-
# filename: test.py

#全局命名空间的变量对象s
s = "Hello"

#全局命名空间的函数对象hello
def hello(name):
    #局部命名空间的变量对象h
    h = s + name
    #函数对象print是随Python解释器启动而来的，属于内置命名空间。
    print(h)

hello(" Tom")  #输出 Hello Tom
print(h)       #抛出异常。NameError: name 'h' is not defined

执行以上程序会输出如下结果：

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Hello Tom
Traceback (most recent call last):
  File "main.py", line 15, in <module>
    print(h)  
NameError: name 'h' is not defined

调用hello(” Tom”)时，需要打印变量h的值，h是在函数内部定义的局部变量，所以在hello函数的局部命名空间就找到了h。h的值是由变量s和变量name组成的，需要查找变量s和name。name是函数的形参，属于局部命名空间，调用时就传过来了它的值” Tom”。在hello局部命名空间是找不到变量s的值，那么就在全局变量空间test.py中查找，找到s的值是”Hello”，这样就打印出了hello的结果Hello Tom。调用print(h)时，所有的空间内都找不到变量h的值，所以抛出异常NameError: name ‘h’ is not defined。

比较以下例子有啥不同？

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name = "lzl"
def f1():
    print(name)
def f2():
    name = "eric"
    f1()
f2() #输出lzl

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name = "lzl"
def f1():
    print(name)
def f2():
    name = "eric"
    return f1
ret = f2()
ret() #输出lzl

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name = "lzl"
def f2():
    name = "eric"
    def f1():
        print(name)
    return f1

ret = f2()
ret() #eric

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作用域(scope)

分类

命名空间与作用域的关系

变量查找顺序