Python中的命名空间详解

Python作为一门动态语言，在代码执行时会维护一个常量、变量、函数等命名的环境。这个环境就是命名空间，也可以称作名称空间。本文将详细介绍Python中的命名空间。

1. 命名空间概述
   Python中的命名空间是一个存储名称与对象对应关系的字典(dictionary)，其中名称就是指标识符(identifier)，对象就是指一切对象。Python中的一切都是对象，包括整数、浮点数、字符串、函数、类等。
2. 命名空间分类
   Python中的命名空间可以分为三种类型：

（1）内置命名空间(Built-in Namespace)
内置命名空间是Python解释器启动时就加载了的命名空间。内置命名空间中默认包含了一些函数和变量，如print()、type()、str()等，开发人员可以直接使用。内置命名空间也可以通过 builtins 模块来访问。

（2）全局命名空间(Global Namespace)
全局命名空间是指在模块中定义的变量、函数等，而不是在函数或类中定义的。在一个模块中定义的全局变量在其他模块中也可以被访问。一个模块只有一个全局命名空间，模块中的所有函数都可以访问这个命名空间。

（3）局部命名空间(Local Namespace)
局部命名空间是在函数调用时创建的命名空间，用于存储函数的局部变量、参数、临时变量等。函数结束调用时，局部命名空间也会被销毁。

3. 命名空间查找规则
   当使用一个变量时，Python会先在局部命名空间中查找对应的变量，如果没有找到，就会到全局命名空间中查找，最后再到内置命名空间中查找。换句话说，Python查找变量时是按照局部、全局、内置的顺序进行的，这种查找变量的顺序被称为LEGB规则。
4. 命名空间的作用域
   在Python中，每个函数、模块、类都有自己的命名空间。当一个名称被绑定到一个对象时，它只在该命名空间中有意义。如果名称被绑定到一个局部命名空间中，它就只在该函数中有意义；如果名称被绑定到全局命名空间中，它在该模块中就有意义；如果名称被绑定到内置命名空间中，它就在整个Python解释器中都有意义。
5. 通过globals()和locals()函数获取命名空间
   Python中可以使用globals()和locals()两个函数来获取对应的全局命名空间和局部命名空间。globals()函数返回全局命名空间的字典，locals()函数返回局部命名空间的字典。
6. 命名空间的注意点
   （1）命名空间中的名称必须是合法的标识符。
   （2）函数和类就是创建一个新的命名空间。
   （3）变量名可以在命名空间中重新绑定到其他对象上。
   （4）使用global语句可以让函数内部的变量引用全局变量。
   （5）使用nonlocal语句可以让函数内部的变量引用外层函数的局部变量。
   （6）Python中名称空间的查找是按照LEGB规则进行查找的。
7. 结论
   本文详细介绍了Python中的命名空间，包括命名空间概述、命名空间分类、命名空间查找规则、命名空间的作用域、通过globals()和locals()函数获取命名空间等方面。对于Python初学者来说，了解命名空间是学习Python语言的重要一步。

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