Python中的命名空间和范围

在Python中，命名空间是一个用于存储变量名称和它们所引用对象的字典。Python拥有不同类型的命名空间，它们具有不同的分配方式和生命周期。

1. 全局命名空间

全局命名空间是从Python解释器启动时创建的，被认为是最顶层的命名空间，包括所有默认定义的函数和变量名称，如print()、len()、str等。它存在于整个解释器的生命周期中，只有在解释器被终止时才会被删除。

全局命名空间可以通过globals()函数来访问和操作。例如，我们可以通过以下代码来获取所有全局变量的名称和值：

for name, value in globals().items():
    print(name, value)

2. 局部命名空间

局部命名空间是在函数被调用时创建的，当函数调用结束时，所有局部变量和函数定义的命名空间也会被删除。

局部命名空间可以通过locals()函数来访问和操作。例如，我们可以通过以下代码来获取所有局部变量的名称和值：

def func():
    name = 'Bob'
    age = 35
    for k, v in locals().items():
        print(k, v)

func()

3. 内置命名空间

内置命名空间包含了所有的Python内置函数和异常，可以通过__builtins__访问。例如，我们可以使用以下代码打印所有内置函数和异常的名称：

for name in dir(__builtins__):
    print(name)

作用域

Python中，每个函数、类和模块都有自己的作用域（Scope），作用域规定了变量可被访问的范围。

1. 局部作用域

局部作用域指的是在函数内定义的变量，并且只能在函数内部访问。例如：

def func():
    name = 'Bob'
    print(name)

func()

在上面的例子中，变量name只在func()函数内部可见，如果在函数外部访问该变量，将会抛出NameError异常。

2. 全局作用域

全局作用域指的是在模块顶层定义的变量，可以在模块内的任何位置访问。例如：

name = 'Bob'

def func():
    print(name)

func()

在上面的例子中，变量name在模块顶层定义，因此在func()函数内部也可以访问。

3. 内置作用域

内置作用域指的是Python内置函数和异常的作用域，可以在任何地方访问。例如：

def func():
    print(len([1, 2, 3]))

func()

在上面的例子中，len()函数是一个内置函数，可以在函数内部访问。

总结

命名空间和作用域是Python中非常重要的概念，程序员必须深入理解它们，以充分利用Python的强大功能。在Python中，有三种类型的命名空间：全局命名空间，局部命名空间和内置命名空间。作用域规定了变量可被访问的范围，包括局部作用域、全局作用域和内置作用域。