i.Python - 命名空間(namespace)

# i.Python - 命名空間(namespace) ###### tags: `Python` ## 1.命名空間 * **三種類型的命名空間** | 類別 | 說明 | | :------: | :-----------: | | **內建(builtin)**| Python解釋器進行時，會建立一個名為 __ builtin __ 的模組，此模組包含所有內建函式，例如 len()、min()、max()、str() 等 | | **全域(global)** | 建立其他模組時，模組所帶的命名空間被稱為全域命名空間，放在這個空間中的變數即為「全域變數」 | | **區域(local)** | 呼叫函式時，Python 會為這個函式建立一個區域命名空間，放在這個空間中的變數即為「區域變數」，函式結束後，這個命名空間會隨之刪除 | ## 2.命名空間相關操作 * **查詢區域 ( local ) 命名空間** ```python=+ locals() #因為沒有建立變數或引入函式，因此內容和global()相似 ``` > ```{'__name__': '__main__','__doc__': 'Automatically created module for IPython interactive environment','__package__': None,'__loader__': None,'__spec__': None,'__builtin__': <module 'builtins' (built-in)>,'__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>,'_ih': ['', 'locals()'],'_oh': {},...}``` ## * **查詢全域 ( global ) 命名空間** ```python=+ globals() #因為沒有建立變數或引入函式，因此內容和locals()相似 ``` > ```{'__name__': '__main__','__doc__': 'Automatically created module for IPython interactive environment','__package__': None,'__loader__': None,'__spec__': None,'__builtin__': <module 'builtins' (built-in)>,'__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>,'_ih': ['', 'locals()', 'globals()'],'_oh': {1: {...}},...}``` ## * **建立新變數並匯入模組** ```python=+ z = 2 import math from cmath import cos globals() #因為有新變數，增加了一些新的數值 ``` > ```{'__name__': '__main__',...,'_i': 'globals()','_ii': 'locals()','_iii': '','_i1': 'locals()','_1': {...},'_i2': 'globals()','_2': {...},'_i3': 'z = 2\nimport math\nfrom cmath import cos\n\nglobals()','z': 2,'math': <module 'math' (built-in)>,'cos': <function cmath.cos(z, /)>}``` ## * **將名稱從命名空間刪除** ```python=+ del z,math,cos globals() #命名空間看不到z,math,cos且模組內函式也變得不可用 math.ceil(3.4) #重新匯入 import math math.ceil(3.4) ``` > ```{'__name__': '__main__',...,'_i': 'del z,math,cos','_ii': 'z = 2\nimport math\nfrom cmath import cos\n\nglobals()','_iii': 'globals()','_i1': 'locals()','_1': {...},'_i2': 'globals()','_2': {...},'_i3': 'z = 2\nimport math\nfrom cmath import cos\n\nglobals()','_3': {...},'_i4': 'del z,math,cos','_i5': 'globals()'}``` > ```NameError: name 'math' is not defined``` > ```4``` ## * **查看函式內區域變數** ```python=+ def f(x): #可以看到模組函式f的位址 print('globals:',globals()) print('進入 local:',locals()) y = x print('離開 local:',locals()) z = 2 f(z) #locals() <-這裡使用locals()已看不到變數 ``` > ```globals: {'__name__': '__main__',..., '_i': '', '_ii': '', '_iii': '', '_i1': "def f(x):\n print('globals:',globals())\n print('進入 local:',locals())\n y = x\n print('離開 local:',locals())\n \nz = 2\nf(z)", 'f': <function f at 0x00000205C393C438>, 'z': 2}``` > ```進入 local: {'x': 2}``` > ```離開 local: {'x': 2, 'y': 2}``` ## 3.已匯入模組的命名空間 **scopetest.py** ```python=+ '''scopetest - 可視範圍測試模組''' v = 6 def f(x): '''f - scope test function''' print('global: ',list(globals().keys())) print('進入 local: ',locals()) y = x w = v print('離開 local: ',locals().keys()) ``` ## * **<!!>模組內名稱的可視範圍** > **模組內可視的globals全域命名空間、locals區域命名空間，僅包含該模組內的 (不含主程式)** ```python=+ import scopetest z = 2 scopetest.f(z) #命名空間不包含交談模式中建立的變數z，因此無須擔心 #模組外部的名稱會影響內部程式碼的運作 ``` > ```global: ['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__file__', '__cached__', '__builtins__', 'v', 'f']``` > ```進入 local: {'x': 2}``` > ```離開 local: dict_keys(['x', 'y', 'w'])``` ## 4.<!!>從模組 import 變數容易發生的問題 **counter.py** ```python=+ num = 0 def add(): global num num += 1 ``` ## * **使用 import 匯入** ```python=+ import counter print(counter.num) counter.add() print(counter.num) ``` > ```0``` > ```1``` ## * **<!!>用 from ... import ... 匯入** ```python=+ from counter import num,add #直接掛在主程式命名空間中，因此這裡的num,add屬於主程式 print(num) add() #增加的是模組內全域變數的num print(num) import counter print(counter.num) #模組內的num實際上有增加 ``` > ```0``` > ```0``` > ```1``` ## <!!>5.建立與內建函式同名的變數 * **<!!>全域變數名稱覆蓋同名稱內建函式** ```python=+ list('SUSHI RAMEN') list = [1,3,5,7] list('SUSHI RAMEN') #已被同名變數名稱覆蓋 del list #刪除全域命名空間的list list('SUSHI RAMEN') ``` > ```['S', 'U', 'S', 'H', 'I', ' ', 'R', 'A', 'M', 'E', 'N']``` > ```TypeError: 'list' object is not callable``` > ```['S', 'U', 'S', 'H', 'I', ' ', 'R', 'A', 'M', 'E', 'N']``` ## * **相同名稱重複使用 (新值覆蓋舊值)** ```python=+ import mymath #為先前撰寫的自訂模組 mymath = mymath.area # mymath參照到模組的 area 函式 mymath(3) mymath.pi ``` > ```28.27431``` > ```AttributeError: 'function' object has no attribute 'pi'``` ## 6.其他常用及特殊的操作 * **查看函式內的說明文件** ```python=+ help(max) print(max.__doc__) ``` > ```Help on built-in function max in module builtins:``` > ```max(...)``` > ``` max(iterable, *[, default=obj, key=func]) -> value``` > ``` max(arg1, arg2, *args, *[, key=func]) -> value``` > ```...``` > ```max(iterable, *[, default=obj, key=func]) -> value``` > ```max(arg1, arg2, *args, *[, key=func]) -> value``` > ```...``` ## * **用 dir() 列出模組內所有名稱** ```python=+ dir(__builtins__) ``` > ```['ArithmeticError','AssertionError','AttributeError','BaseException','BlockingIOError','BrokenPipeError','BufferError','BytesWarning',...,'str','sum','super','tuple','type','vars','zip']``` ## * **用 dir() 變數名稱偵錯** ```python=+ x1 = 6 xl = x1 - 2 #左邊名稱將數字 1 誤打成英文字母 l x1 dir() #(important!)在沒有參數的情況下傳回區域命名空間中的名稱，1並加以排序 #最後面可以看到變數竟然有兩個!! ``` > ```6``` > ```['In','Out','_','_1','_14',...,'mymath','quit','x1','xl']``` ## ## 7.在主程式與不同模組間共享變數資料 **config.py** ```python=+ n = 0 #config模組內，存放需要共享的變數n ``` ## **Pmodule.py** ```python=+ import config #將config模組import進來 def add(): config.n += 1 ``` ## * **<!!>在模組內引入模組，即可共享該模組的變數(看Pmodule.py)** ```python=+ import config import Pmodule print(config.n) Pmodule.add() print(config.n) #共享變數n的值已經被Pmodule改變了 ``` > ```0``` > ```1``` ## 時間戳記 > [name=ZEOxO][time=Tue, Sep 1, 2020 15:13 PM][color=#907bf7] [回到上面](#1.命名空間)