python基础知识之函数初阶——命名空间

python中的命名空间分三种：

内置的命名空间，在启动解释器的时候自动加载进内存的各种名字所在的空间，比如print,input等不需要定义就可以使用的名字

全局命名空间，就是从上到下所有我们定义的变量名和函数名所在的空间，是在程序从上到下被执行的过程中加载进内存的。

局部命名空间，比如函数在执行时所开辟的空间，里面存放了函数内部定义的各种名字，随着函数执行结束 这个局部命名空间就消失了。

在局部命名空间可以使用全局和内置命名空间中的名字

在全局命名空间可以使用内置命名空间中的名字，但不能使用局部命名空间的。

在内置命名空间不能使用全局和局部的名字。

可以形象地理解成内置命名空间具有最高级别，不需要定义就可以使用，全局命名空间次之，最低级是局部命名空间。

当低级命名空间使用名字时首先会在自身的命名空间里查找，如果有就使用，没有的话就到上一级命名空间内查找，如果有就使用，没有就继续到更上一级空间内查找，直到顶层的内置命名空间，如果有就使用，没有则会报错。

举个例子如下：

num = 1 #这是全局命名空间内定义的num = 1
def func1(): #这个函数会创建一个局部命名空间1
    num = 2  #这是在局部命名空间1定义的num = 2
    def func2(): #这个函数会创建一个局部命名空间2
        num = 3 #这是在局部命名空间2 内 定义的num = 3
        print(num) #这是在局部命名空间2内 使用num 变量
    func2() # 调用函数func2时 会执行该命令创建局部命名空间2
func1()  #调用函数func1时会创建局部命名空间1，
#这几个命名空间的级别顺序是：内置>全局>局部1>局部2
#当print(num)指令执行时它会在局部2内查找是否有num，发现有则直接引用，如果没有则会到上一级（局部1）中查找，局部1没有则继续到上一级（全局）查找

再看一个例子：

#max()函数是内置的函数，如果我们在全局命名空间中定义了函数名为max的函数时，则该函数就失效了，也就是说在自身空间内找到了max()后就不去内置命名空间查找了
def max(a,b,c):
    return 'max失效了？'
print(max(1,2,3))#
正常情况下应该输出3（max函数功能是返回最大值），但是因为我们把max这个名字占用了，所以当使用时程序就不去上一级空间（内置命名空间）去查找了

与命名空间有关的两个函数globals()和locals()
可以用globals()查看全局命名空间的所有定义的名字
可以用locals()查看当前命名空间的所有定义的名字，在全局则返回全局，在局部则返回局部
这两个函数的返回值可以看作是字典，格式都是{key1:value1,key2:value2,.....}

当函数1内嵌套函数2时，对于函数1内的不可变数据类型的变量，函数2内可以引用，但不可修改

def func1():
    a = 1
    def func2():
        a = a + 1 
#此处会报一个严重错误，因为a同时出现在等号两边，Python会先执行等号右边的表达式，
#发现你在引用a，然后它会先在本空间查找a，结果找到了等号左边的a，其结果就是“在定义变量前引用变量”
        pass      
    func2()
func1()

#如果想要修改，可以使用nonlocal(python3中新增)
def func1():
    a = 1
    def func2():
        nonlocal a
        a = a + 1
    func2()
    print(a) 
func1()
#我们可以看出，执行func2()后再输出a，a已经变成2了
    2

nonlocal只能作用于局部变量，当使用后它会自动查找上一级局部命名空间是否有该变量，如果没有继续向上查找，直到最上一级“局部命名空间”