详解Python的作用域和命名空间

最近在学习Python，不得不说，Python真的是一门很好用的语言。但是学习的过程中关于变量作用域(scope)的命名空间(namespace)的问题真的把我给搞懵了。在查阅了相关资料之后，觉得自己对Python的作用域和命名空间有了一定得了解。故写在这里，一方面加深自己的理解，另一方面分享知识。

一、本篇博客需要解决的问题。

1、什么是作用域和命名空间？

2、Python中作用域和命名空间的工作原理是什么？

3、我怎样在Python中声明一个全局变量(global variable)，局部变量(local variable)和nonlocal variable, which works between global scope and local scope？

4、如果我想让一个变量在多个Python脚本之间传递，我该怎么做？

二、解决问题

1、什么是作用域和命名空间？

命名空间是从名称到对象之间的映射。对象可以是Python脚本，函数，类等，也就是说Python中的每一个对象，都有其对应的命名空间。在不同的命名空间下声明相同名称的变量不冲突。

作用域是指Python程序运行时，一个命名空间相对应的作用范围的文本上的解释。英文原文为：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.

2、Python中作用域和命名空间的工作原理是什么？

命名空间在不同的时间段被创建并且拥有不同的生命周期。有三种命名空间。

（1）、包含Python内置名称的命名空间。这种命名空间在Python编译器启动时被创建，在编译器关闭时销毁。

（2）、全局命名空间。即一个脚本文件(module)的命名空间。它在脚本文件被读取时创建，在编译器关闭时销毁。

（3）、局部命名空间。一般指一个函数的命名空间。在函数被调用时创建，在函数调用结束或者函数引发异常时销毁。

一个命名空间至少连接着三层相互嵌套的作用域。

（1）、the innermost scope，搜索变量时最先被搜索的作用域，包含local name

（2）、the scope of any enclosing functions，当（1）没有搜索到目标name时，就会向外扩张到一个封闭代码块或者函数的作用域，包含nonlocal name\nonglobal name

（3）、the next-to-last scope, 当（2）没有搜索到目标name时，搜索当前脚本和引用模块的name

（4）、the outermost scope，最后搜索的作用域，包含Python内置名称。

3、我怎样在Python中声明一个全局变量(global variable)，局部变量(local variable)和nonlocal variable, which works between global scope and local scope？

Python中声明变量时，若前面不加关键字，这该变量默认为当前函数或代码块的局部变量

若前面加上global关键字，这意味着该变量是对一个全局变量的引用

若前面加上nonloca关键字，则意味着该变量是对中间层次作用域中的一个变量的引用

详情请看第三部分

4、如果我想让一个变量在多个Python脚本之间传递，我该怎么做？

简单。新建一个global.py脚本，把你需要用到的变量声明在里面，然后在需要用到这些变量的脚本里导入这个global.py脚本即可。

三、代码示例及相关解释

 # -*- coding: utf-8 -*-
 # author: zxr
 # time: 2019-04-07
 # functionality: test scope and namespace
   # Python3.7.2

 def scope_test():
     def do_local():
         spam = "local spam"
         print (spam)
         def do_nonlocal():
             nonlocal spam
             spam = "do_local's nonlocal spam"
         do_nonlocal()
         print (spam)
     def do_nonlocal():
         nonlocal spam
         spam = "nonlocal spam"
     def do_global():
         global spam
         spam = "global spam"
     spam = "test spam"
     do_local()
     print ("After local assignment, spam = " + spam)
     do_nonlocal()
     print ("After nonlocal assignment, spam = " + spam)
     do_global()
     print ("After global assignment, spam = " + spam)

 if __name__ == '__main__':
     scope_test()
     print ("global spam = " + spam)

首先，调用scope_test函数的时候，scope_test.spam被声明，

然后，调用scope_test.do_local函数，scope_test.do_local.spam被声明

接着，调用scope_test.do_local.do_nonlocal函数，scope_test.do_local.spam被引用

接着，调用scope_test.do_nonlocal函数，scope_test.spam被引用

最后，调用scope_test.do_global函数，全局变量spam被声明

这段代码中，一定要仔细去理解每一个步骤，这样才能理解作用域和命名空间之间微妙的关系。

第一篇博客！

诚惶诚恐，希望有用！

若是无用，希望无害！

最后，如有不对的地方，欢迎大家批评指正！