Python命名空間詳解
通俗的來說,Python中所謂的命名空間可以理解為一個(gè)容器。在這個(gè)容器中可以裝許多標(biāo)識符。不同容器中的同名的標(biāo)識符是不會相互沖突的。理解python的命名空間需要掌握三條規(guī)則:
第一,賦值(包括顯式賦值和隱式賦值)產(chǎn)生標(biāo)識符,賦值的地點(diǎn)決定標(biāo)識符所處的命名空間。
第二,函數(shù)定義(包括def和lambda)產(chǎn)生新的命名空間。
第三,python搜索一個(gè)標(biāo)識符的順序是"LEGB"。
所謂的"LEGB"是python中四層命名空間的英文名字首字母的縮寫。
最里面的一層是L(local),表示在一個(gè)函數(shù)定義中,而且在這個(gè)函數(shù)里面沒有再包含函數(shù)的定義。
第二層E(enclosing function),表示在一個(gè)函數(shù)定義中,但這個(gè)函數(shù)里面還包含有函數(shù)的定義,其實(shí)L層和E層只是相對的。
第三層G(global),是指一個(gè)模塊的命名空間,也就是說在一個(gè).py文件中定義的標(biāo)識符,但不在一個(gè)函數(shù)中。
第四層B(builtin),是指python解釋器啟動(dòng)時(shí)就已經(jīng)具有的命名空間,之所以叫builtin是因?yàn)樵趐ython解釋器啟動(dòng)時(shí)會自動(dòng)載入__builtin__模塊,這個(gè)模塊中的list、str等內(nèi)置函數(shù)的就處于B層的命名空間中。
這三條規(guī)則通過一個(gè)例子來看比較明白。如下面例子所示:
>>> g = int('0x3', 0)
>>> def outFunc():
e = 2
g = 10
def inFunc():
l = 1
return g + e
return inFunc()
>>> outFunc() ===> 12
來詳細(xì)看看這段代碼中的標(biāo)識符。
第1行,適用第一條規(guī)則“賦值產(chǎn)生標(biāo)識符”,因此產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)識符g。“賦值的地點(diǎn)決定標(biāo)識符所處的命名空間”,因?yàn)間是沒有在一個(gè)函數(shù)定義中,因此g處于'G'層命名空間中。這一行中還有一個(gè)標(biāo)識符,那就是int。那么int是在什么地方定義的呢?由于int是內(nèi)置函數(shù),是在__builtin__模塊中定義的,所以int就處于'B'的層命名空間中。
第2行,適用第一條規(guī)則,由于def中包含一個(gè)隱性的賦值過程,這一行產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)識符outFunc,outFunc并不處于一個(gè)函數(shù)定義的內(nèi)部,因此,outFunc處于'G'層命名空間中。此外,這一行還適用第二條規(guī)則,產(chǎn)生一個(gè)新的命名空間。
第3行,適用第一條規(guī)則,產(chǎn)生個(gè)標(biāo)識符e,而且由于這是在一個(gè)函數(shù)定義內(nèi),并且內(nèi)部還有函數(shù)定義,因此e處于'E'層命名空間中。
第4行要注意,適用第一條規(guī)則,產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)識符g,這個(gè)g與e一樣外于'E'層命名空間中。這個(gè)g與第一行的g是不同的,因?yàn)樗幍拿臻g不一樣。
第5行,適用第一條規(guī)則,產(chǎn)生一個(gè)處于'E'層命名空間的標(biāo)識符inFunc。與第2行一樣,這一行定義函數(shù)也產(chǎn)生一個(gè)新的命名空間。
第6行,適用第一條規(guī)則,產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)識符l,由于這個(gè)l處于一個(gè)函數(shù)內(nèi)部,而且在這個(gè)函數(shù)內(nèi)部沒有其他函數(shù)的定義,因此l處于'L'層命名空間中。
第7行,適用第三條規(guī)則,python解釋器首先看到標(biāo)識符g,按照LEGB的順序往上找,先找L層(也就是在inFunc內(nèi)部),沒有。再找E層,有,值為10。因此這里的g的值為10。尋找過程到為止,并不會再往上找到'G'層。尋找e的過程也一樣,e的值為2。因此第9行的結(jié)果為12。
其實(shí),所謂的“LEGB”是為了學(xué)術(shù)上便于表述而創(chuàng)造的。讓一個(gè)編程的人說出哪個(gè)標(biāo)識符處于哪個(gè)層沒有什么意義,只要知道對于一個(gè)標(biāo)識符,python是怎么尋找它的值的就可以了。其實(shí)找值的過程直觀上也很容易理解。
通過上面的例子也可以看出,如果在不同的命名空間中定義了相同的標(biāo)識符是沒有關(guān)系的,并不會產(chǎn)生沖突。尋找一個(gè)標(biāo)識符的值過程總是從當(dāng)前層開始往上找的,首先找到的就為這個(gè)標(biāo)識符的值。也由此可以這么說,'B'層標(biāo)識符在所有模塊(.py文件)中可用;'G'層標(biāo)識符在當(dāng)前模塊內(nèi)(.py文件)中可用;'E'和'L'層標(biāo)識符在當(dāng)前函數(shù)內(nèi)可用。
再來看一個(gè)例子,來解釋global語句的用法。代碼如下所示:
>>> g = 'global'
>>> s = 'in'
>>> def out():
g = 'out'
def inter():
global g
print s,g
inter()
>>> out() ===> 'in global'
可以看到,雖然有兩個(gè)層中的g,但使用了global語句后,就是指'G'層的標(biāo)識符。也就是第7行中的g,就是指第1行產(chǎn)生的那個(gè)g,值為'global'。
最后說一句,其實(shí)只要在編程的時(shí)候注意一下,不要使用相同的標(biāo)識符,基本上就可以避免任何與命名空間相關(guān)的問題。還有就是在一個(gè)函數(shù)中盡量不要使用上層命名空間中的標(biāo)識符,如果一定要用,也最好使用參數(shù)傳遞的方式進(jìn)行,這樣有利于保持函數(shù)的獨(dú)立性。
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