基于Python函数的作用域规则和闭包(详解)

作用域规则

命名空间是从名称到对象的映射，Python中主要是通过字典实现的，主要有以下几个命名空间：

内置命名空间，包含一些内置函数和内置异常的名称，在Python解释器启动时创建，一直保存到解释器退出。内置命名实际上存在于一个叫__builtins__的模块中，可以通过globals()['__builtins__'].__dict__查看其中的内置函数和内置异常。

全局命名空间，在读入函数所在的模块时创建，通常情况下，模块命名空间也会一直保存到解释器退出。可以通过内置函数globals()查看。

局部命名空间，在函数调用时创建，其中包含函数参数的名称和函数体内赋值的变量名称。在函数返回或者引发了一个函数内部没有处理的异常时删除，每个递归调用有它们自己的局部命名空间。可以通过内置函数locals()查看。

python解析变量名的时候，首先搜索局部命名空间。如果没有找到匹配的名称，它就会搜索全局命名空间。如果解释器在全局命名空间中也找不到匹配值，最终会检查内置命名空间。如果仍然找不到，就会引发NameError异常。

不同命名空间内的名称绝对没有任何关系，比如：

a = 42def foo():  a = 13  print "globals: %s" % globals()  print "locals: %s" % locals()  return afoo()print "a: %d" % a

结果：

globals: {'a': 42, '__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__file__': 'C://Users//h//Desktop//test4.py', '__package__': None, '__name__': '__main__', 'foo': <function foo at 0x0000000002C17AC8>, '__doc__': None}locals: {'a': 13}a: 42

可见在函数中对变量a赋值会在局部作用域中创建一个新的局部变量a，外部具有相同命名的那个全局变量a不会改变。

在Python中赋值操作总是在最里层的作用域，赋值不会复制数据，只是将命名绑定到对象。删除也是如此，比如在函数中运行del a，也只是从局部命名空间中删除局部变量a,全局变量a不会发生任何改变。

如果使用局部变量时还没有给它赋值，就会引发UnboundLocalError异常：

a = 42def foo():  a += 1  return afoo()

上述函数中定义了一个局部变量a，赋值语句a += 1会尝试在a赋值之前读取它的值，但全局变量a是不会给局部变量a赋值的。

要想在局部命名空间中对全局变量进行操作，可以使用global语句，global语句明确地将变量声明为属于全局命名空间：

a = 42def foo():  global a  a = 13  print "globals: %s" % globals()  print "locals: %s" % locals()  return afoo()print "a: %d" % a

输出：

globals: {'a': 13, '__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__file__': 'C://Users//h//Desktop//test4.py', '__package__': None, '__name__': '__main__', 'foo': <function foo at 0x0000000002B87AC8>, '__doc__': None}locals: {}a: 13