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详解python命名空间

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Python中的命名空间（Namespace）是一种独特的机制，用于存储变量名称和对象的映射关系。Python中的每个命名空间都是一个字典，其中key表示变量的名称（标识符），value则是对应的对象。在Python中，有四种命名空间，分别是：内置命名空间、全局命名空间、局部命名空间和非本地命名空间。下面分别进行详细说明：

1. 内置命名空间

内置命名空间包含Python中的内置函数和内置模块等等。在Python解释器启动时就会自动加载内置命名空间。因此，在输入之前就可以使用内置变量。

一般我们使用内置函数或者模块都不需要显示地导入（import），因为它们已经包含在了内置命名空间中。比如，内置函数 print(), 以及内置模块random :

import random
num = random.randint(1, 10)
print(num)

在以上的示例中，我们使用了Python的内置函数print()，不需要导入即可直接使用。另外，还使用了内置模块random，需要通过导入的方式引入模块。

2. 全局命名空间

全局命名空间是指整个Python脚本中所有函数和类定义中都可以访问的命名空间。全局命名空间的创建时机是：在模块被导入时创建。全局变量也是存储在全局命名空间之中。

在Python中使用 globals() 函数可以查看全局命名空间中定义的变量。下面的示例中，我们定义了变量x，并将其值赋为10。由于x是在全局作用域中定义的，因此它会被保存在全局命名空间中，我们可以通过 globals() 函数看到它。

x = 10

def print_global_x():
    print(globals()['x'])

print_global_x()  # 10

在以上代码中，我们通过 globals() 函数获取到了全局命名空间中的变量，再通过打印函数打印出了变量的值。

3. 局部命名空间

Python中的局部命名空间指的是函数中的命名空间。Python内置了许多命名空间，其中最常见的就是函数作用域的命名空间，因为 Python 中的函数就是一个小型的命名空间。

当 Python 调用函数时，就会为函数启动一个新的局部命名空间。而在函数运行的过程中，函数内的变量名会存储在这个新的命名空间中。当函数运行完毕后，这个新的命名空间会被销毁。

下面的示例代码展示了如何使用 locals() 函数查看局部命名空间中的变量：

def test():
    num = 5
    print(locals())

test()  # {'num': 5}

在上面的代码中，我们定义了一个函数test，其中定义了一个局部变量num，并使用locals()函数查看了函数的局部命名空间中变量的值。

4. 非本地命名空间

非本地命名空间（Nonlocal Namespace）是一种介于全局命名空间和局部命名空间之间的一种命名空间类型，它只能在内部函数或嵌套函数中访问，表示离当前函数最近的外部作用域。

下面的示例代码展示了一个使用非本地命名空间的例子：

def outer():
    x = 'local'
    def inner():
        nonlocal x
        x = 'nonlocal'
        print('inner:', x)
    inner()
    print('outer:', x)

outer()  # inner: nonlocal  outer: nonlocal

在上面的代码中，我们定义了一个outer函数，它包含了一个内部函数inner。内部函数inner访问了outer函数的x变量（x是outer函数中定义的局部变量）。我们使用Python关键字 nonlocal 来声明x变量，表示这里的x变量是非本地变量，它是当前函数最近的外部作用域中的变量。然后修改了它的值，最后在outer函数中打印了x变量的值，可以看到，x变量的值已经被修改为’nonlocal’了。

希望上述的文字描述和代码示例能够帮助您更好的理解Python命名空间的概念与应用。

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