PythonNote040---命名空间globals、locals、vars

  基础概念问题，举几个例子，尝试理解~

命名空间

A namespace is a mapping from names to objects.Most namespaces are currently implemented as Python dictionaries。
命名空间(Namespace)是从名称到对象的映射，大部分的命名空间都是通过 Python 字典来实现的。
命名空间也称作用域，三种命名空间：

• 内置名称（built-in names）， Python 语言内置的名称，比如函数名 abs、char 和异常名称 BaseException、Exception 等等
• 全局名称（global names），模块中定义的名称，记录了模块的变量，包括函数、类、其它导入的模块、模块级的变量和常量
• 局部名称（local names），函数中定义的名称，记录了函数的变量，包括函数的参数和局部定义的变量。（类中定义的也是）

当我们使用变量顺序时，查找顺序为：局部的命名空间 -> 全局命名空间 -> 内置命名空间
具体到函数中，首先查找函数内部定义的变量，其次全局，最后内置命名空间
如果找不到，则抛NameError异常

main_y = 'main'
main_z = 'main'    
def test():
    test_x = 1
    main_y = 'test'
    print(f"test_x = {test_x}")
    print(f"main_y = {main_y}")
    var_name = "main_y"
    print(f'locals() {var_name}:{locals().get(var_name, None)}')
    print(f'globals() {var_name}:{globals().get(var_name, None)}')
    print(f"main_z = {main_z}")
    var_name = "main_z"
    print(f'locals() {var_name}:{locals().get(var_name, None)}')
    print(f'globals() {var_name}:{globals().get(var_name, None)}')

test()
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test_x = 1
main_y = test
locals() main_y:test
globals() main_y:main
main_z = main
locals() main_z:None
globals() main_z:main
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• main_y变量函数内部定义，即局部命名空间有，直接获取
• main_z在全局命名空间内获取

作用域

感觉可以粗略当做命名空间，贴下官方定义：
A scope is a textual region of a Python program where a namespace is directly accessible. “Directly accessible” here means that an unqualified reference to a name attempts to find the name in the namespace.
作用域就是一个 Python 程序可以直接访问命名空间的正文区域。

在一个 python 程序中，直接访问一个变量，会从内到外依次访问所有的作用域直到找到，否则会报未定义的错误。

Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。

变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python 的作用域一共有4种，分别是：

有四种作用域：

• L（Local）：最内层，包含局部变量，比如一个函数/方法内部
• E（Enclosing）：包含了非局部(non-local)也非全局(non-global)的变量。比如两个嵌套函数，一个函数（或类） A 里面又包含了一个函数 B ，那么对于 B 中的名称来说 A 中的作用域就为 nonlocal
• G（Global）：当前脚本的最外层，比如当前模块的全局变量
• B（Built-in）： 包含了内建的变量/关键字等，最后被搜索
  规则顺序： L –> E –> G –> B
  在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内置中找

全局变量和局部变量

定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域。

局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中

这个也不多说，看看定义即可
如果内部作用域想修改外部作用域变量，咋整？

num = 1
def fun1():
    global num  # 需要使用 global 关键字声明
    print(num) 
    num = 123
    print(num)
fun1()
print(num)
1
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1
123
123
1
2
3

如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字

def outer():
    num = 10
    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)
outer()
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100
100
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globals、locals、vars

class A(object):
    def __init__(self, db, table):
        self.db = db
        self.table = table
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vars(A)
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mappingproxy({'__module__': '__main__',
              '__init__': ,
              '__dict__': ,
              '__weakref__': ,
              '__doc__': None})
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• locals() 实际上没有返回局部名字空间，它返回的是一个拷贝。所以对它进行修改，修改的是拷贝，而对实际的局部名字空间中的变量值并无影响
• globals() 返回的是实际的全局名字空间
• vars()没有参数时等价于locals，有参数时等价于object.__dict__

---

• globals() always returns the dictionary of the module namespace
• locals() always returns a dictionary of the current namespace
• vars() returns either a dictionary of the current namespace (if called with no argument) or the dictionary of the argument

 def test():
    test_x = 1
    var_name = "test_x"
    print(f'locals() {var_name}:{locals().get(var_name, None)}')
    print(f"main_z = {main_z}")
    locals()['a'] = 3
    var_name = "a"
    print(f'locals() {var_name}:{locals().get(var_name, None)}')
    print(f'vars() {var_name}:{vars().get(var_name, None)}')
    # print(f'a={a}')
    print(id(a))

test()
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locals() test_x:1
main_z = main
locals() a:3
vars() a:3



---------------------------------------------------------------------------

NameError                                 Traceback (most recent call last)

~\AppData\Local\Temp\ipykernel_24820\2806725260.py in 
     11    print(id(a))
     12 
---> 13 test()


~\AppData\Local\Temp\ipykernel_24820\2806725260.py in test()
      9    print(f'vars() {var_name}:{vars().get(var_name, None)}')
     10    # print(f'a={a}')
---> 11    print(id(a))
     12 
     13 test()


NameError: name 'a' is not defined
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虽然修改了locals中的值，但是后续的变量引用仍然失败，即局部空间不存在该变量

乱七八糟的稍微整理下，原理还是不清晰，先这样吧~

Ref

[1] https://www.runoob.com/python3/python3-namespace-scope.html
[2] https://stackoverflow.com/questions/7969949/whats-the-difference-between-globals-locals-and-vars

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