#Python笔记# —— 变量作用域

昨天看了命名空间，但是还是分不清命名空间、作用域之间的关系。核心编程关于这几个介绍得实在是敷衍又凌乱，网上找了一些博客，并汇总了下。

<思维导图>

变量作用域和名称空间

名称空间(namespace)：名字到对象的一个映射（前面说过）
变量作用域(scope)：Python程序里面一个文本区域（textual region），还指出了从代码的哪些物理位置可以访问到这些名字。一个变量的作用域和寄存的名称空间有关

两者联系

Python中，scope是由namespace按照特定的层级结构组合起来的。scope一定是namespace，但是namespace不一定是scope

搜索规则

顺序遵循“LEGB-rule” （和之前的命名空间 ）

Local(innermost):包括局部变量和形参，比如一个函数\方法内部
Enclosing:一般多指嵌套函数（闭包），包含了非局部（non-local）亦非全局（non-global）的变量.例如两个嵌套函数，内层函数可在外层函数的名称空间搜索，但该名称空间对内层函数来说既非局部亦非全局。
Global(next to last)：当前脚本的最外层，比如当前模块的全局变量。
Built-in(outtermost)：包含了内建的变量、关键字等。

顺序：Local-->Enclosing-->Global-->Built-in 由内而外，若都没找到，抛出NameError异常）

x=int(3.14)  # bulit-in

  g_var=0  # global

  def outer():

      e_var=1  # enclosing

      def inner():

          l_var=3  # local

实例1：

def func1():

    var=1

    print var



var=2

print var

func1()

print var



#结果输出

2 1 2

这个例子中func1中var=1相当于定义了一个局部变量，如果要修改全局变量的值，可以使用global声明全局变量(内部作用域修改外部作用域),如下所示：

实例2：

def func1():

    global var 

    var=1

    print var



var=2

print var

func1()

print var



#结果输出

2 1 1

稍稍更复杂一点，比如嵌套函数（闭包）中

实例3：

def func1():

    var=1

    print var

    def func2():

        print var

    func2()



var=2

print var

func1()

print var



#结果输出

2 1 1 2

由上，调用func1时，最先在局部作用域找到var=1的局部变量，之后调用func2，在子函数（func2）中没有找到本地变量，接着到上一层中找，找到了var=1的本地变量，完美结束。

产生和修改

1）、产生

能引入、改变作用域：模块（module）、类（class）、函数（def、lambda）
不能引入、改变作用域：其他代码块（例如if/elif/else、try/except/finnally、for/while）

第二类，具体是说，代码中变量在代码外部，亦是可以访问的
实例1：

def func1():

    var=5

    print var



func1()



#结果输出

5

实例2：

while True:

    var=5

    print var

    break



print var



#结果输出

5 5

实例3：

try:

    var=5 

    raise Exception

except :

    print var



#结果输出

5

实例4：

if True:

    var=5

print var

#结果输出

5



def func2():

    var=5

print var

#结果输出

NameError: name 'var' is not defined

2）、修改

这里和之前的命名空间有些类似
a、一个不在局部作用域中的变量只能是只读的
b、在当前局部作用域中，如果直接使用外部作用域的变量，那么这个变量是只读的

实例：
首先是这样，因为局部作用域中找不到相关的local变量，外推找到了全局变量，然后顺利输出

var=52

def func():

    print var



#结果输出

52

适当改一下，因为内部直接声明了局部变量（所以无需再外推查找），之后全部用的这个局部变量了（会覆盖掉之前全局变量var）

var=52

def func():

    var=520

    print var



#结果输出

520

最后再改成这样，一个不在局部作用域中的变量只能是只读的，试图更改引发错误

var=52

def func():

    print var

    var=520

    print var



#结果输出

UnboundLocalError: local variable 'var' referenced before assignment

for循环陷阱（非常重要）

对于大部分语言例如C语言而言，for-loop一般会引入一个新的作用域。但是python不一样，for循环不会生成或改变作用域（上面说过）

官方文档是这么说的：

The for-loop makes assignments to the variable(s) in the target list.
This overwrites all previous assignments to those variablees including those made in the suite of the for-loop.
......
The target list is not deleted when the loop is finished.
But if the sequence is empty, they will not have been assigned to at all the loop.

就是说for循环结束时候，后面跟的变量是不会被删除的。（当然如果循环序列是空的，变量不会被赋值）python3中这一点并没有改变，解决办法是尽量使命名规范，例如循环变量尽量使用单字符等。

实例1：

>>>for i in range(10):print i

#结果输出

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9



>>>print i

#结果输出

9

另一个例子

list=[]

for i in range(5):

    def func(x):print x+i

    list.append(func)

for j in list:

    j(3)





#结果输出

7

7

7

7

7

结果很简单，当将函数func引入list中时，Python还没有给i赋值，只有当具体执行时，再去找i是什么
可以修改成下面这样：

list=[]

for i in range(5):

    def func(x,y=i):print x+y

    list.append(func)

for j in list:

    j(3)



#结果输出

3

4

5

6

7

实例2：

class A(object):

    a=3

    b=list(a+i for i in range(10))



#结果输出

......

NameError: global name 'a' is not defined

原因：

class有一个局部的命名空间，但是不构成作用域。但是在类体（class body）中，对b的赋值表达式中引入一个新的作用域，该作用域不能访问类的名称空间。

后面这个for循环基本是全部从别人的博客照搬过来的，最后一个例子不太理解，大概先这样。

参考

参考了以下资料：
《Python核心编程》第二版 11.8、12.2、12.3
http://www.2cto.com/kf/201405/300359.html
http://blog.cipherc.com/2015/04/25/python_namespace_and_scope/#assignment-rule
http://blog.csdn.net/lovingprince/article/details/6627555