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python函数之作用域(python3.5)

2019-10-03 作者:网络服务   |   浏览(166)

•函数的本地(局部)命名空间在函数调用时创建,函数退出时删除;

1 基本概念

2.2 闭包

1.2 作用域 (scope)

作用域是Python程序中可以直接访问一个命名空间内变量的文本区域,在这里可直接访问表示不受任何限制,即命名空间内的变量在该文本区域内可见、可引用。对于函数而言,作用域和命名空间可以认为是等价的,特定的作用域对应特定的命名空间,它们可以直接对等。

  • 本地(局部)作用域:函数或者类的内部,对应函数调用时的函数的命名空间。
  • 全局作用域:整个程序的运行环境,对应‘__main__’模块的命名空间。

全局作用域中无法直接访问本地作用域中定义的变量:

def func1():
    name = 1

print(func1)    # <function func1 at 0x101a03d08>
print(name)
# Traceback (most recent call last):
#   File "<stdin>", line 1, in <module>
# NameError: name 'name' is not defined

 

本地作用域中的变量定义:

  • 在python中,变量赋值即定义。在局部作用域内被赋值的变量,除非由 global 或者 nonlocal 声明,否则全部为局部变量,函数调用时存在于函数命名空间。
  • global var : 声明变量 var 为全局变量,它所有的引用和赋值都在模块的命名空间进行,作用域为全局作用域
  • nonlocal var : 将外层函数命名空间中的变量 var 绑定到本地作用域,使其在本地作用域可重新赋值。如果变量没有被声明为 nonlocal,这些变量在本地作用域仅可读,尝试给变量赋值则会在本地命名空间创建一个同名变量。

nonlocal声明的变量在上层函数中必须存在,否则报错:

1 test = 'global variable'
2 
3 def scope_test():
4     def inner():
5         nonlocal test
6         print(test)
7 
8 scope_test()    # SyntaxError: no binding for nonlocal 'test' found

2.1 本地作用域中变量的搜索遵守LEGB规则

3.2 命名空间搜索链

name = "lzl"

def f1():
    print(name)

def f2():
    name = "eric"
    f1()

f2() # lzl

 

一个函数的变量搜索路径是在它定义的时候决定的,不受它调用位置的影响。

f1定义在全局作用域中,其变量的搜索路径为:本地作用域 --> 所在模块的全局作用域。所以最后的输出结果为‘lzl’。

 

lambda x: x + 1
# 函数功能类型于下面的函数
def _(x):
  return x + 1

示例

下面一段代码的输出结果是什么:

 1 li = [lambda :x for x in range(10)]
 2 print(li[0]())

 

其等价形式:

1 def fn():
2     return x 
3 
4 li = []
5 for x in range(10):
6     li.append(fn)
7 li[0]()  # fn() -> 9,根据变量搜索规则,x在函数中没有定义,在全局变量中查找

 

 

 

参考: 

[1] http://www.cnblogs.com/livingintruth/p/3296010.html

[2] file:///Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.5/Resources/English.lproj/Documentation/tutorial/classes.html#id2 

[3] http://python.jobbole.com/86465/

def fn():
  return x 

li = []
for x in range(10):
  li.append(fn)
li[0]() # fn() -> 9,根据变量搜索规则,x在函数中没有定义,在全局变量中查找

 

lambda 参数列表: 表达式

4 匿名函数

Python借助lambda关键字定义匿名函数,格式如下:

  lambda 参数列表: 表达式

lambda x: x + 1

# 函数功能等同于下面的函数
def _(x):
    return x + 1

2 示例

3 静态检测

nonlocal声明的变量在上层函数中必须存在,否则报错:

1.1 命名空间 (namespace)

命名空间是变量名到对象的映射(name -> obj)。目前大多数的命名空间以类似于python字典的形式实现,实现形式在未来可能发生变化。命名空间举例:内置变量(内置函数abs, 内置的异常等),模块中的全局变量,函数调用时的局部变量。在某种意义上讲,对象的属性也形成一个命名空间。重要的是,不同的命名空间中的变量没有任何关联,两个不同的命名空间中可以包含相同的变量名。

命名空间有不同的创建时间和生命周期:

  • 内置变量命名空间在python解释器启动时创建,并且在解释器运行期间永远不会被删除;
  • 一个模块的命名空间在模块被导入时创建,并且到解释器退出会一直存在;
  • 函数的本地(局部)命名空间在函数调用时创建,函数退出时删除;
  • 解释器顶层执行的语句都是 __main__ 模块的组成部分,它们有自己的命名空间。

注:内置变量实际上同样是以模块的形式存在,模块名为 builtins 。

•内置变量命名空间在python解释器启动时创建,并且在解释器运行期间永远不会被删除;

3.1 本地变量

python是在编译def语句时静态检测其本地变量的。

a = 1
def local_test():
    a += 1
    print(a)
local_test()    # UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

print(b)    # NameError: name 'b' is not defined

在编译local_test函数时,python就确定了变量 a 为函数的本地变量。所以在执行 a += 1 是会直接在本地命名空间寻找变量a。

•本地(局部)作用域:函数或者类的内部

2 示例

test = 'global variable'

def scope_test():
 def inner():
  nonlocal test
  print(test)

scope_test() # SyntaxError: no binding for nonlocal 'test' found

2.2 闭包

闭包:在嵌套函数中,如果内层函数引用了外层函数的变量,就形成了一个闭包。

自由变量:被引用的外层函数变量,称为内层函数的自由变量。

def fn():
    a = 1
    def closure():
        nonlocal a
        a += 1
        print(a)
    return closure

inner = fn()  
print(inner.__closure__)    # (<cell at 0x10240b408: int object at 0x100277bc0>,)
inner()  # 2
inner()  # 3

外层函数执行完,其命名空间删除。但是因为 a 是内层函数的自由变量,所以变量 a 被保留,可以看作是 closure 函数对象的一个附加属性。

1.2 作用域 (scope)

2.1 本地作用域中变量的搜索遵守LEGB规则

  1. L-Local(function):函数内,其中的变量称为本地变量;
  2. E-Enclosing function locals:外层函数中的变量(例如closure),包含被声明为non-local的变量
  3. G-Global(module):函数定义所在模块,其中的变量称为全局变量
  4. B-Builtin(Python):Python内置模块

    1 def scope_test(): 2 def do_local(): 3 spam = "local spam" 4 5 def do_nonlocal(): 6 nonlocal spam  # 递归向上寻找上层函数命名空间中的spam变量 7 spam = "nonlocal spam" 8 9 def do_global(): 10 global spam # 在全局变量中寻找spam变量,没有则创建 11 spam = "global spam" 12 13 spam = "test spam" 14 do_local() 15 print("After local assignment:", spam) # 输出本地变量 spam 16 do_nonlocal() 17 print("After nonlocal assignment:", spam) 18 do_global() 19 print("After global assignment:", spam) 20 21 scope_test() 22 print("In global scope:", spam)

结果

1 After local assignment: test spam
2 After nonlocal assignment: nonlocal spam
3 After global assignment: nonlocal spam
4 In global scope: global spam

外层函数执行完,其命名空间删除。但是因为 a 是内层函数的自由变量,所以变量 a 被保留,可以看作是 closure 函数对象的一个附加属性。

结果

3.2 命名空间搜索链

Python借助lambda关键字定义匿名函数,格式如下:

自由变量:被引用的外层函数变量,称为内层函数的自由变量。

<SPAN style="FONT-SIZE: 14px">1 After local assignment: test spam 
After nonlocal assignment: nonlocal spam 
After global assignment: nonlocal spam 
In global scope: global spam 
</SPAN>

3.G-Global(module):函数定义所在模块的命名空间,其中的变量称为全局变量

•在python中,变量赋值即定义。在局部作用域内被赋值的变量,除非由 global 或者 nonlocal 声明,否则全部为局部变量,函数调用时存在于函数命名空间。

下面一段代码的输出结果是什么:

3.1 本地变量

def fn():
  a = 1
  def closure():
    nonlocal a
    a += 1
    print(a)
  return closure

inner = fn() 
print(inner.__closure__)  # (<cell at 0x10240b408: int object at 0x100277bc0>,)
inner() # 2
inner() # 3

注:内置变量实际上同样是以模块的形式存在,模块名为 builtins 。

2.E-Enclosing function locals:外层函数的命名空间(例如closure),包含被声明为non-local的变量

1.1 命名空间 (namespace)

命名空间是变量名到对象的映射(name -> obj)。目前大多数的命名空间以类似于python字典的形式实现,实现形式在未来可能发生变化。命名空间举例:内置变量(内置函数abs, 内置的异常等),模块中的全局变量,函数调用时的局部变量。在某种意义上讲,对象的属性也形成一个命名空间。重要的是,不同的命名空间中的变量没有任何关联,两个不同的命名空间中可以包含相同的变量名。

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