8.2.3 作用域与名字空间

8.2.3 作用域与名字空间

在8.2.2 节中，我们提到，约束一旦被创建，就会被放入名字空间中，然后影响程序的行为。在module 内部，这样的描述是没错的，但是还不够细致。在module 内部，名字空间存在着一个可见性的问题。我们来考虑下面的例子（见代码清单8-1）。

代码清单8-1

[B.py]
1：a = 1 //[1]
2：def f():
3： a = 2 //[2]
4： print a //[3]：输出结果为2
5：print a //[4]：输出结果为1

在代码清单8-1 的[3]处的输出结果为2， [4]处的输出结果为1，这个结果意味着在代码清单8-1 的[1]和[2]处的两个赋值语句是在不同的名字空间中创建了约束，而[3]和[4]处的“print a”也使用了不同的名字空间中的名字“a”。

在一个module 内部，可能存在多个名字空间，每一个名字空间都与一个作用域对应。一个约束起作用的那一段程序正文区域称为这个约束的作用域。而一个作用域则是指一段程序正文区域，在这个区域里，可能有很多个约束在起作用，一旦出了这个正文区域，这些约束都不起作用了。在B.py 中，第3 行和第4 行程序正文就组成了一个作用域，在这个作用域中，“a = 2”这个约束起作用，从而影响代码清单8-1 的[3]处的输出；“a = 2”这个约束不能影响[4]的输出，因为第5 行代码不在函数f 所定义的作用域之内，所以“a =2”这个约束不起作用。

对于作用域这个概念，至关重要的是要记住它仅仅是由源程序的文本决定的。在Python 中，一个约束在程序正文的某个位置是否起作用，是由该约束在文本中的位置是否唯一决定的，而不是在运行时动态决定的。因此，Python 是具有静态作用域（也称词法作用域）的。而名字空间就是与作用域对应的动态的东西，一个由程序文本定义的作用域在Python 程序运行时就会转化为一个名字空间，一个内存中的PyDictObject 对象。也就是说，在函数f 执行时，Python 会为f 创建一个名字空间，这一点在以后剖析函数机制时会详细介绍。

位于一个作用域中的代码可以直接访问作用域中出现的名字，所谓“直接访问”，就是指不用加上属性引用方式的访问修饰符“.”：比如在B.py 中访问A.py 中的名字a，需要使用“print A.a”的方式；而在B.py 中访问自己这个module 中的名字a，则直接使用“print a”这样的方式就可以了。

访问名字这样的行为被称为名字引用，名字引用的规则决定了Python 程序的行为。还是考虑B.py，如果我们删除第3 行代码，那么第4 行代码的输出结果会如何呢？我们已经知道，赋值语句实际上创建了约束，删除第3 行代码，意味着在函数f 定义的作用域中，没有了与名字a 相对应的约束。换句话说，在调用函数f 时，名字空间中没有名字a 了。那么“print a”的行为该如何定义呢？

一种方案是抛出异常，显然，这是非常糟糕的方案；而另一种方案是使用当前作用域（函数f 定义的作用域）之外的名字a，那么输出的结果就该为1。Python 选择了第二种方案，也就是说，Python 支持嵌套作用域。

前面我们提到，module 本身关联着一个名字空间，所以module 对应的程序正文，即B.py 自身就是一个作用域，而B.py 中的函数f 定义的作用域位于B.py 定义的作用域之内，这样的情况，就称为嵌套作用域。Python 的名字引用的行为被它所支持的嵌套作用域影响，产生的就是最内嵌套作用域规则：由一个赋值语句引进的名字在这个赋值语句所在的作用域里是可见（起作用）的，而且在其内部嵌套的每个作用域里也可见，除非它被嵌套于内部的，引进同样名字的另一条赋值语句所遮蔽。

为了找到某个给定名字所引用的对象，应该用这个名字在当前的作用域（名字空间）里查找。如果在这里找到了对应的约束，它就是与这个名字相关的活动约束。否则，就应该到直接的外围作用域（名字空间）去查找，并继续向外顺序地检查外围作用域（名字空间），直到到达程序的最外嵌套层次。这个最外嵌套层次就是module 自身所定义的那个作用域。