Python全局空间和局部空间是什么(python,开发技术)

一、空间和局部空间

1、命名空间

命名空间的概念的提出是为了划分和控制变量是否可见，以及生存周期的长短；命名空间的作用范围叫做作用域。
划分一块区域保存所有数据，以字典的方式存储（变量与值形成映射关系）。一共三种。

内建命名空间：
解释器启动时创建，直到解释器运行结束，生存周期最长；
全局命名空间：
文件运行时创建，直到解释器运行结束，生存周期较长；
局部命名空间：
数调用时，里面的局部变量才创建，调用结束后即释放，生存周期较短；
创建和销毁顺序
创建顺序：
python解释器启动->创建内建命名空间->创建全局命名空间->创建局部命名空间
销毁顺序：
函数调用结束后->销毁函数对应的局部命名空间数据->销毁全局命名空间数据->销毁内建命名空间数据

2、全局变量和局部变量

什么是全局和局部变量：

局部变量就是在函数内部定义的变量，局部变量所在的就是局部命名空间，作用域仅仅在函数内部可见，也就是说只能在函数内部使用。

#在函数中创建的变量就是局部变量deffunc():var='局部变量'#局部变量不可以在非对应局部环境中使用print(var)#error,该变量不存在

全局变量就是在函数外部定义的或者使用global在函数内部定义的变量，全局变量所在的命名空间就是全局命名空间，作用域横跨整个文件，就是说在整个文件中的任何一个地方都可以使用全局变量。

#在全局环境中创建的变量就是全局变量var='全局变量'deffunc():#在局部中也可以使用全局变量print(var)#全局变量func()

局部变量最好不要和全局变量同名，如果同名，在局部环境中就无法使用全局变量了。

var='全局变量'deffunc():#先使用了全局变量print(var)#error,找不到该变量#然后局部变量和全局变量同名，那么新的局部变量就会在局部空间中覆盖了全局变量的一切影响力，这就叫做局部变量修改了全局变量；#这样的话导致在局部空间中无法在使用该全局变量，之前在局部空间中使用的该变量就成为了先调用后定义；导致出错。var='局部变量'print(var)func()#但是局部同名变量不会影响到全局变量的值print(var)#全局变量

内置函数就是内建命名空间，指的是那些python中自带的、内置的函数。

3、作用域

局部变量作用域：在函数的内部
全局变量作用域：横跨整个文件

4、生命周期

内置变量 -> 全局变量 -> 局部变量
内置变量自python程序运行的时候开始，一直等到python程序结束之后才会释放；
全局变量自创建开始，一直到程序结束或者被清除才会释放；
局部变量字创建开始，一直到局部空间执行结束或者清除就会释放；

5、全局部函数和关键字的使用

函数

globals()

返回所有的全局作用域中的内容。
如果在全局，调用globals之后，获取的是打印之前的所有变量，返回字典，全局空间作用域；

#定义一些全局变量a,b,c=1,2,3#调用globals函数res=globals()#第一次打印，包含abcprint(res)'''结果：{'__name__':'__main__','__doc__':None,'__package__':None,'__loader__':<_frozen_importlib_external.SourceFileLoaderobjectat0x000002DBDCA5D198>,'__spec__':None,'__annotations__':{},'__builtins__':<module'builtins'(built-in)>,'__file__':'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py','__cached__':None,'a':1,'b':2,'c':3,'res':{...}}'''#再定义一些变量d,e,f=1,2,3#第二次打印，包含abcdefprint(res)'''结果：{'__name__':'__main__','__doc__':None,'__package__':None,'__loader__':<_frozen_importlib_external.SourceFileLoaderobjectat0x000002DBDCA5D198>,'__spec__':None,'__annotations__':{},'__builtins__':<module'builtins'(built-in)>,'__file__':'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py','__cached__':None,'a':1,'b':2,'c':3,'res':{...},'d':1,'e':2,'f':3}'''

如果在局部，调用globals之后，获取的是调用之前的所用变量，返回字典，全局空间作用域；

#定义一些全局变量a,b,c=1,2,3#在局部环境中使用globals函数deffunc():res=globals()print(res)#调用函数func()'''结果：不包含def{'__name__':'__main__','__doc__':None,'__package__':None,'__loader__':<_frozen_importlib_external.SourceFileLoaderobjectat0x000001E7C287D198>,'__spec__':None,'__annotations__':{},'__builtins__':<module'builtins'(built-in)>,'__file__':'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py','__cached__':None,'a':1,'b':2,'c':3,'func':<functionfuncat0x000001E7C2772F28>}'''#再定义一些全局变量d,e,f=4,5,6#第二次调用函数func()'''结果：包含def{'__name__':'__main__','__doc__':None,'__package__':None,'__loader__':<_frozen_importlib_external.SourceFileLoaderobjectat0x0000021A3F3DD198>,'__spec__':None,'__annotations__':{},'__builtins__':<module'builtins'(built-in)>,'__file__':'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py','__cached__':None,'a':1,'b':2,'c':3,'func':<functionfuncat0x0000021A3F2D2F28>,'d':4,'e':5,'f':6}'''

globals可以动态创建全局变量

dic=globals()print(dic)#返回系统的字典'''结果：{'__name__':'__main__','__doc__':None,'__package__':None,'__loader__':<_frozen_importlib_external.SourceFileLoaderobjectat0x0000026F357ED198>,'__spec__':None,'__annotations__':{},'__builtins__':<module'builtins'(built-in)>,'__file__':'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py','__cached__':None,'dic':{...}}'''#在全局的字典当中，通过添加键值对，自动创建全局变量，对应的键是变量名，对应的值是变量指向的值dic['msr123123123']='123456'print(msr123123123)#123456#查看全局内容print(dic)'''结果：{'__name__':'__main__','__doc__':None,'__package__':None,'__loader__':<_frozen_importlib_external.SourceFileLoaderobjectat0x00000161D944D198>,'__spec__':None,'__annotations__':{},'__builtins__':<module'builtins'(built-in)>,'__file__':'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test6.py','__cached__':None,'dic':{...},'msr123123123':'123456'}'''

locals()

返回当前所在作用域的所有内容。
如果在全局，调用locals之后，获取的是打印之前的所有变量，返回字典，全局空间作用域；

#定义一些全局变量a,b,c=1,2,3#调用locals函数res=locals()#第一次打印，包含abcprint(res)'''结果：{'__name__':'__main__','__doc__':None,'__package__':None,'__loader__':<_frozen_importlib_external.SourceFileLoaderobjectat0x0000018C82A3D198>,'__spec__':None,'__annotations__':{},'__builtins__':<module'builtins'(built-in)>,'__file__':'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test1.py','__cached__':None,'a':1,'b':2,'c':3,'res':{...}}'''#再定义一些变量d,e,f=1,2,3#第二次打印，包含abcdefprint(res)'''结果：{'__name__':'__main__','__doc__':None,'__package__':None,'__loader__':<_frozen_importlib_external.SourceFileLoaderobjectat0x0000018C82A3D198>,'__spec__':None,'__annotations__':{},'__builtins__':<module'builtins'(built-in)>,'__file__':'E:/0-project/python/mymsr/ceshi/test1.py','__cached__':None,'a':1,'b':2,'c':3,'res':{...},'d':1,'e':2,'f':3}'''

如果在局部，调用locals之后，获取的是调用之前的所有变量，返回字典，局部空间作用域；

#定义一些局部变量deffunc():#局部变量aa,bb,cc=11,22,33#第一遍调用res=locals()#第一次打印，包含aabbccprint(res)#{'cc':33,'bb':22,'aa':11}#再定义一些局部变量dd,ee,ff=44,55,66#第二次打印，不包含ddeeffprint(res)#{'cc':33,'bb':22,'aa':11}#调用第二遍res2=locals()#打印第一次的调用，包含ddeeffprint(res)#{'cc':33,'bb':22,'aa':11,'ff':66,'ee':55,'dd':44,'res':{...}}#打印第二次的调用，包含ddeeffprint(res2)#{'cc':33,'bb':22,'aa':11,'ff':66,'ee':55,'dd':44,'res':{...}}#调用函数，返回在函数中的局部变量func()

关键字

global

在局部环境中创建的变量是局部变量，在全局环境中是不可以使用的。但是使用global定义的变量就是一个全局变量，这个变量可以全局环境中使用。

deffunc():var='局部变量'globalglvarglvar='全局变量'#一定要执行局部环境哟func()#全局环境中print(var)#error，局部变量不能调用#使用global定义的变量是全局变量print(glvar)#全局变量

在局部环境中无法修改全局变量的值，使用global可以在局部环境中修改全局变量。

var='全局变量'deffunc():globalvarvar='局部环境中修改'func()print(var)#局部环境中修改

6、函数的嵌套

在学习nonlocal之前我们需要先学习一些关于函数嵌套的知识。

内函数和外函数

函数之间是可以互相嵌套的，外层的叫做外函数，内层的叫做内函数。

defouter():print('我叫outer，是外函数')definner():print('我叫inner，在outer的里面，是内函数')#在外函数中执行内函数inner()#执行外函数outer()'''结果：我叫outer，是外函数我叫inner，在outer的里面，是内函数'''

• 内函数不可以直接在外函数外执行调用

• 调用外函数后，内函数也不可以在函数外部调用

• 内函数只可以在外函数的内部调用

• 内函数在外函数内部调用时，有先后顺序，必须先定义在调用，因为python没有预读机制，这个预读机制适用于python中的所有场景。

#外层是outer，内层是inner，最里层是smaller，调用smaller里的所有代码defouter():print('我叫outer，是最外层函数，是inner和smaller的外函数')definner():print('我叫inner，是outer的内函数，是smaller的外函数')defsmaller():print('我叫smaller，是outer和inner的内函数')#先在inner中执行smallersmaller()#然后在outer中执行innerinner()#最后再执行outer才能执行smaller函数outer()'''结果：我叫outer，是最外层函数，是inner和smaller的外函数我叫inner，是outer的内函数，是smaller的外函数我叫smaller，是outer和inner的内函数'''

我们在多个函数嵌套的时候要注意，不管外函数还是内函数，都是函数，只要是函数中的变量都是局部变量。
内涵可以使用外函数的局部变量，外函数不能直接使用内函数的局部变量。

二、LEGB原则

LEGB原则就是一个就近找变量原则，依据就近原则，从下往上，从里向外，依次寻找。

B————Builtin（Python）：Python内置模块的命名空间 （内建作用域）
G————Global（module）：函数外部所在的命名空间 （全局作用域）
E————Enclosing Function Locals：外部嵌套函数的作用域（嵌套作用域）
L————Local（Function）：当前函数内的作用域 （局部作用域）

nonlocal

现在我们正式学习nonlocal关键字，nonlocal的作用是修改当前局部环境中上一层的局部变量。那么我们根据这个作用便知道了nonlocal的使用环境至少是一个二级的嵌套环境，且外层的局部环境中必须存在一个局部变量。

defouter():#定义变量lvar='outervar'definner():#内函数使用nonlocal修改上一层的局部变量nonlocallvarlvar='innervar'#执行inner函数inner()print(lvar)outer()#innervar

假如上一层的局部环境中没有这个变量怎么办，那么就根据LEGB原则向上寻找。

defouter():#定义变量lvar='outervar'definner():defsmaller():#smaller中修改变量，但是inner中没有，就向上寻找修改outer中的变量nonlocallvarlvar='smallervar'#执行smaller函数smaller()#执行inner函数inner()print(lvar)#执行outer函数outer()

如果层层寻找，直到最外层的函数中也没有这个变量，那么就会报错，因为nonlocal只会修改局部变量，如果超出范围，就会报错。

var=1#变量在最外层的函数之外，也就是全局变量，nonlocal无法修改defouter():definner():defsmaller():nonlocalvar#error，没有局部变量var=2print(var)smaller()inner()outer()

三、总结

全局变量和局部变量

局部环境中可以调用全局变量，但是不能修改（但是如果全局变量是可变数据则可以修改其中的值）
全局环境中不能调用局部变量 也不能修改

函数
global()
（在函数内部使用，可以对全局变量进行操作）

• 1、可以在局部环境中定义全局变量

• 2、可以在局部环境中修改全局变量

nonlocal()
（在内函数中使用，可以在内函数中修改外函数中的局部变量）

关键字:

locals
1、locals获取当前作用域当中所有的变量
如果在全局调用locals之后，获取的是打印之前的所有变量，返回字典，全局作用域
如果在局部调用loclas之后，获取的是调用之前的所有变量，返回字典，局部作用域

globals
2、globals只获取全局空间中的所有变量
如果在全局调用globals之后，获取的是打印之前的所用变量，返回字典，全局作用域
如果在局部调用globals之后，获取的是调用之前的所用变量，返回字典，全局作用域