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关于python:Python-函数进阶全局空间和局部空间

作者：

jiezi

在

全局空间和部分空间

命名空间

命名空间的概念的提出是为了划分和控制变量是否可见，以及生存周期的长短；命名空间的作用范畴叫做作用域。

划分一块区域保留所有数据，以字典的形式存储（变量与值造成映射关系）。一共三种。

  1. 内建命名空间：

    • 解释器启动时创立，直到解释器运行完结，生存周期最长；

  2. 全局命名空间：

    • 文件运行时创立，直到解释器运行完结，生存周期较长；

  3. 部分命名空间：

    • 数调用时，外面的局部变量才创立，调用完结后即开释，生存周期较短；

创立和销毁程序

  • 创立程序：

    • python解释器启动->创立内建命名空间->创立全局命名空间->创立部分命名空间

  • 销毁程序：

    • 函数调用完结后->销毁函数对应的部分命名空间数据->销毁全局命名空间数据->销毁内建命名空间数据

全局变量和局部变量

什么是全局和局部变量

局部变量就是在函数外部定义的变量，局部变量所在的就是部分命名空间，作用域仅仅在函数外部可见，也就是说只能在函数外部应用。

# 在函数中创立的变量就是局部变量
def func():
   var = '局部变量'

# 局部变量不能够在非对应部分环境中应用
print(var)  # error, 该变量不存在

全局变量就是在函数内部定义的或者应用global在函数外部定义的变量，全局变量所在的命名空间就是全局命名空间，作用域横跨整个文件，就是说在整个文件中的任何一个中央都能够应用全局变量。

# 在全局环境中创立的变量就是全局变量
var = '全局变量'

def func():
    # 在部分中也能够应用全局变量
    print(var)  # 全局变量

func()

局部变量最好不要和全局变量同名，如果同名，在部分环境中就无奈应用全局变量了。

var = '全局变量'

def func():
    # 先应用了全局变量
    print(var)  # error, 找不到该变量

    # 而后局部变量和全局变量同名，那么新的局部变量就会在部分空间中笼罩了全局变量的所有影响力，这就叫做局部变量批改了全局变量；
    # 这样的话导致在部分空间中无奈在应用该全局变量，之前在部分空间中应用的该变量就成为了先调用后定义；导致出错。
    var = '局部变量'
    print(var)

func()

# 然而部分同名变量不会影响到全局变量的值
print(var)  # 全局变量

内置函数就是内建命名空间，指的是那些python中自带的、内置的函数。

作用域

局部变量作用域：在函数的外部

全局变量作用域：横跨整个文件

生命周期

内置变量 -> 全局变量 -> 局部变量

内置变量自python程序运行的时候开始，始终等到python程序完结之后才会开释；

全局变量自创立开始，始终到程序完结或者被革除才会开释；

局部变量字创立开始，始终到部分空间执行完结或者革除就会开释；

全部分函数和关键字的应用

函数

函数 作用
globals() 寄存着全局作用域中的所有内容，以字典的模式返回
locals() 寄存着以后作用域中的所有内容，以字典的模式返回
globals()

返回所有的全局作用域中的内容。

如果在全局，调用globals之后，获取的是打印之前的所有变量，返回字典，全局空间作用域；

# 定义一些全局变量
a, b, c = 1, 2, 3

# 调用globals函数
res = globals()

# 第一次打印，蕴含a b c
print(res)
'''
后果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000002DBDCA5D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'res': {...}}
'''


# 再定义一些变量
d, e, f = 1, 2, 3

# 第二次打印，蕴含a b c d e f
print(res)
'''
后果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000002DBDCA5D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'res': {...}, 'd': 1, 'e': 2, 'f': 3}
'''

如果在部分，调用globals之后，获取的是调用之前的所用变量，返回字典，全局空间作用域；

# 定义一些全局变量
a, b, c = 1, 2, 3


# 在部分环境中应用globals函数
def func():
    res = globals()
    print(res)


# 调用函数
func()
'''
后果：不蕴含 d e f
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000001E7C287D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'func': <function func at 0x000001E7C2772F28>}
'''


# 再定义一些全局变量
d, e, f = 4, 5, 6

# 第二次调用函数
func()
'''
后果：蕴含 d e f
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000021A3F3DD198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'func': <function func at 0x0000021A3F2D2F28>, 'd': 4, 'e': 5, 'f': 6}
'''

globals能够动态创建全局变量

dic = globals()

print(dic)  # 返回零碎的字典
'''
后果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000026F357ED198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'dic': {...}}
'''


# 在全局的字典当中，通过增加键值对，主动创立全局变量，对应的键是变量名，对应的值是变量指向的值
dic['msr123123123'] = '123456'

print(msr123123123)    # 123456

# 查看全局内容
print(dic)
'''
后果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x00000161D944D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py', '__cached__': None, 'dic': {...}, 'msr123123123': '123456'}
'''
locals()

返回以后所在作用域的所有内容。

如果在全局，调用locals之后，获取的是打印之前的所有变量，返回字典，全局空间作用域；

# 定义一些全局变量
a, b, c = 1, 2, 3

# 调用locals函数
res = locals()

# 第一次打印，蕴含a b c
print(res)
'''
后果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000018C82A3D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test1.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'res': {...}}
'''


# 再定义一些变量
d, e, f = 1, 2, 3

# 第二次打印，蕴含a b c d e f
print(res)
'''
后果：
{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000018C82A3D198>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test1.py', '__cached__': None, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'res': {...}, 'd': 1, 'e': 2, 'f': 3}
'''

如果在部分，调用locals之后，获取的是调用之前的所有变量，返回字典，部分空间作用域；

# 定义一些局部变量
def func():
   # 局部变量
   aa, bb, cc = 11, 22, 33

   # 第一遍调用
   res = locals()

   # 第一次打印，蕴含 aa bb cc
   print(res)  # {'cc': 33, 'bb': 22, 'aa': 11}

   # 再定义一些局部变量
   dd, ee, ff = 44, 55, 66

   # 第二次打印，不蕴含 dd ee ff
   print(res)  # {'cc': 33, 'bb': 22, 'aa': 11}

   # 调用第二遍
   res2 = locals()

   # 打印第一次的调用，蕴含 dd ee ff
   print(res)  # {'cc': 33, 'bb': 22, 'aa': 11, 'ff': 66, 'ee': 55, 'dd': 44, 'res': {...}}
   
   # 打印第二次的调用，蕴含 dd ee ff
   print(res2) # {'cc': 33, 'bb': 22, 'aa': 11, 'ff': 66, 'ee': 55, 'dd': 44, 'res': {...}}

# 调用函数，返回在函数中的局部变量
func()

关键字

关键字 作用
global 申明全局变量、获取应用和批改全局变量的权限
nonlocal 批改局部变量（以后函数的上一层的局部变量）
global

在部分环境中创立的变量是局部变量，在全局环境中是不能够应用的。然而应用global定义的变量就是一个全局变量，这个变量能够全局环境中应用。

def func():
    var = '局部变量'

    global glvar
    glvar = '全局变量'

# 肯定要执行部分环境哟
func()

# 全局环境中
print(var)  # error，局部变量不能调用
# 应用global定义的变量是全局变量
print(glvar)    # 全局变量

在部分环境中无奈批改全局变量的值，应用global能够在部分环境中批改全局变量。

var = '全局变量'

def func():
    global var
    var = '部分环境中批改'

func()

print(var)  # 部分环境中批改

函数的嵌套

在学习nonlocal之前咱们须要先学习一些对于函数嵌套的常识。

内函数和外函数

函数之间是能够相互嵌套的，外层的叫做外函数，内层的叫做内函数。

def outer():
    print('我叫outer，是外函数')

    def inner():
        print('我叫inner，在outer的外面，是内函数')

    # 在外函数中执行内函数
    inner()


# 执行外函数
outer()

'''
后果：
我叫outer，是外函数
我叫inner，在outer的外面，是内函数
'''
  1. 内函数不能够间接在外函数外执行调用
  2. 调用外函数后，内函数也不能够在函数内部调用
  3. 内函数只能够在外函数的外部调用
  4. 内函数在外函数外部调用时，有先后顺序，必须先定义在调用，因为python没有预读机制，这个预读机制实用于python中的所有场景。
# 外层是outer，内层是inner，最里层是smaller，调用smaller里的所有代码
def outer():
    print('我叫outer，是最外层函数，是inner和smaller的外函数')

    def inner():
        print('我叫inner，是outer的内函数，是smaller的外函数')

        def smaller():
            print('我叫smaller，是outer和inner的内函数')

        # 先在inner中执行smaller
        smaller()

    # 而后在outer中执行inner
    inner()

# 最初再执行outer能力执行smaller函数
outer()

'''
后果：
我叫outer，是最外层函数，是inner和smaller的外函数
我叫inner，是outer的内函数，是smaller的外函数
我叫smaller，是outer和inner的内函数
'''

咱们在多个函数嵌套的时候要留神，不论外函数还是内函数，都是函数，只有是函数中的变量都是局部变量。

外延能够应用外函数的局部变量，外函数不能间接应用内函数的局部变量。

LEGB准则

LEGB准则就是一个就近找变量准则，根据就近准则，从下往上，从里向外，顺次寻找。

B————Builtin（Python）：Python内置模块的命名空间    （内建作用域）
G————Global（module）：函数内部所在的命名空间        （全局作用域）
E————Enclosing Function Locals：内部嵌套函数的作用域（嵌套作用域）
L————Local（Function）：以后函数内的作用域           （部分作用域）

nonlocal

当初咱们正式学习nonlocal关键字，nonlocal的作用是批改以后部分环境中上一层的局部变量。那么咱们依据这个作用便晓得了nonlocal的应用环境至多是一个二级的嵌套环境，且外层的部分环境中必须存在一个局部变量。

def outer():
    # 定义变量
    lvar = 'outer var'

    def inner():
        # 内函数应用nonlocal批改上一层的局部变量
        nonlocal lvar
        lvar = 'inner var'

    # 执行inner函数
    inner()
    print(lvar)

outer() # inner var

如果上一层的部分环境中没有这个变量怎么办，那么就依据LEGB准则向上寻找。

def outer():
    # 定义变量
    lvar = 'outer var'

    def inner():
        
        def smaller():
            
            # smaller中批改变量，然而inner中没有，就向上寻找批改outer中的变量
            nonlocal lvar
            lvar = 'smaller var'

        # 执行 smaller函数
        smaller()

    # 执行inner函数
    inner()
    print(lvar)

# 执行outer函数
outer()

如果层层寻找，直到最外层的函数中也没有这个变量，那么就会报错，因为nonlocal只会批改局部变量，如果超出范围，就会报错。

var = 1  # 变量在最外层的函数之外，也就是全局变量，nonlocal无奈批改

def outer():

   def inner():

      def smaller():

         nonlocal var    # error，没有局部变量
         var = 2
         print(var)

      smaller()

   inner()

outer()

总结

全局变量和局部变量

部分环境中能够调用全局变量，然而不能批改（然而如果全局变量是可变数据则能够批改其中的值）
全局环境中不能调用局部变量 也不能批改

函数

global()

（在函数外部应用，能够对全局变量进行操作）
1、能够在部分环境中定义全局变量
2、能够在部分环境中批改全局变量

nonlocal()

（在内函数中应用，能够在内函数中批改外函数中的局部变量）

关键字

locals

1、locals获取以后作用域当中所有的变量
如果在全局调用locals之后，获取的是打印之前的所有变量，返回字典，全局作用域
如果在部分调用loclas之后，获取的是调用之前的所有变量，返回字典，部分作用域

globals

2、globals只获取全局空间中的所有变量
如果在全局调用globals之后，获取的是打印之前的所用变量，返回字典，全局作用域
如果在部分调用globals之后，获取的是调用之前的所用变量，返回字典，全局作用域

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