高手也容易忽略的 Python 命名空间与作用域

jinchanchan

想学好 Python ，一定要掌握变量作用域，因为它会像幽灵一样，时不时跳出来吓你一跳。你是不是遇到过这种情况：

x = 10
def func():
    print(x)
func()  # 还能跑

def func2():
    print(y)
    y = 20

func2()  # 报错！UnboundLocalError: local variable 'y' referenced before assignment

同样是 print(x)，x 正常输出，而 y 却报错了？Python 你是不是针对我？！别慌，今天我们就来彻底搞清楚 Python 的命名空间（Namespace）和作用域（Scope），保证你下次见到类似问题不再抓狂。

1. 什么是命名空间？
命名空间（Namespace） 就是一个存储变量名和对应值的地方，可以理解成一个大字典，里面存着所有变量的名称和它们的值。
Python 里的命名空间主要有三类：
●内置命名空间（Built-in Namespace）：Python 自带的，比如 print()、len() 这些常用函数。
●全局命名空间（Global Namespace）：在模块层级（也就是 .py 文件的最外层）定义的变量、函数等。局部命名空间（LocalNamespace）：函数内部定义的变量、参数等。简单理解：内置命名空间 是 Python 自带的词典。
●全局命名空间 是你写的 .py 文件中的变量字典。局部命名空间 是函数内部专属的小字典。来看个示例：

# 全局命名空间
global_var = "我是全局变量"

def my_func():
    # 局部命名空间
    local_var = "我是局部变量"
    print(local_var)

print(global_var)  # ✅ 正常打印
my_func()  # ✅ 正常打印
print(local_var)  # ❌ NameError: name 'local_var' is not defined

函数 my_func() 里面的 local_var 只能在函数内访问，出了函数就不认识了。

2. 什么是作用域？
作用域（Scope）决定了变量能在代码的哪些位置被访问。Python 遵循 LEGB 规则，即：
Local（局部作用域）：当前函数内部的命名空间。
Enclosing（闭包作用域）：嵌套函数（函数里面再定义函数）外层函数的命名空间。
Global（全局作用域）：当前模块的命名空间。
Built-in（内置作用域）：Python 预定义的命名空间。
如果 Python 需要访问一个变量，它会按照 LEGB 顺序查找。来看个案例：

x = "全局变量"

def outer():
    x = "外部函数变量"
    
    def inner():
        x = "内部函数变量"
        print(x)  # 优先找最近的 x
    
    inner()
    print(x)  # 找不到 inner 里的 x，找外部函数的

outer()
print(x)  # 直接找全局的

先别急着看结果，仔细思考下会输出什么？相信好多人会栽在这里

输出结果

内部函数变量

外部函数变量

全局变量

这个例子很清楚地展示了 LEGB 规则。Python 先找局部变量（Local），找不到就往外层找，一直找到内置命名空间为止。3. global 和 nonlocal 关键字有时候我们希望在函数内部修改外部变量，比如：

x = 10

def change_global():
    global x  # 说明我们要修改全局变量 x
    x = 20

change_global()
print(x)  # 20

如果你不加 global，x = 20 只会创建一个新的局部变量，不会影响全局 x。类似的，nonlocal 用来修改闭包作用域的变量：

def outer():
    x = "外部变量"
    
    def inner():
        nonlocal x  # 说明我们要修改外部函数的 x
        x = "修改后的变量"
    
    inner()
    print(x)  # "修改后的变量"

outer()

如果不加 nonlocal，inner() 里改的 x 只是一个新的局部变量，不会影响 outer() 里的 x。

4. 常见作用域坑4.1 for 循环里的变量是全局的！

for i in range(5):
    pass

print(i)  # 4 （在别的语言里可能报错）
Python 里 for 循环变量 i 是全局的，循环结束后仍然存在！4.2 默认参数的坑def func(x=[]):
    x.append(1)
    print(x)

func()  # [1]
func()  # [1, 1]（惊不惊喜？）

原因是默认参数 x=[] 只初始化一次，后续调用会复用这个列表！

5. 总结

●Python 的命名空间可以理解成存变量的字典，有 内置、全局、局部 三种。

●Python 遵循 LEGB 规则 查找变量，从局部到全局依次查找。global 关键字用来修改全局变量，nonlocal 关键字用来修改闭包变量。

●for 循环变量是全局的，不像其他语言会自动销毁。

●默认参数的可变对象会复用，导致意外行为。

希望这篇文章能让你彻底搞清楚 Python 的作用域和命名空间！下次遇到变量找不到的问题，就从 LEGB 规则入手排查吧！

转自：花小姐的春天

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