python：命名空间学习

一、一个bug引发的思考

最近在学习python小项目，其中一个模块是有关时间的，就设计了一个辅助类叫做MyTimer

代码如下：（简略版）

import os
import time

class MyTimer():
    # 私有方法：把时间戳转化为时间: 
    def __timestamp_to_time(self,timestamp):
        timeStruct = time.localtime(timestamp)
        return time.strftime("%Y-%m-%d %H_%M_%S",timeStruct)
    # 获得文件创建时间
    def get_file_createtime(self,filePath):
        t = os.path.getctime(filePath)
        create_time = self.__timestamp_to_time(t)
        return create_time
# 测试函数  
time = MyTimer()
filepath = 'G:\\Users\\IMUHERO\\old\\a.txt'
print(time1.get_file_createtime(filepath))

使用测试函数测试功能时一直报错，说没有找到 localtime

Traceback (most recent call last):
  File ".\timer.py", line 67, in <module>
    print(time.get_file_createtime(filepath))
  File ".\timer.py", line 60, in get_file_createtime
    create_time = self.__timestamp_to_time(t)
  File ".\timer.py", line 54, in __timestamp_to_time
    timeStruct = time.localtime(timestamp)
AttributeError: 'MyTimer' object has no attribute 'localtime'

可是在time这个模块里面确实有localtime这个方法呀，到底咋回事呢？

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二、修正BUG

认真检查一下才发现，自己犯了一个低级错误，把实例化对象的命名和导入的包重复了。

这样就使得导入的time，被我自己命名的time对象覆盖了，我自己实例化的对象当然没有localtime啦，因为内部我还要调用外部time模块来实现功能呢。

 

把这个bug解决后也引发了我自己的思考，python的命名空间规则是怎么样的呢？全局变量，局部变量的作用范围和java有什么不同呢？读和写在python的编译期会有什么不同？

三、示例总结

下面通过几个小例子总结一下：

1.全局变量、局部变量和global关键字

范例一：

name = "test"

def Test():
    print (name)

def Test1():
    name = "test1"
    print (name)

def Test2():
    name += "1"
    print (name)
    

Test()
Test1()
Test2()

 运行这段代码的结果是什么？ 

test
test1
Traceback (most recent call last):
  File ".\test.py", line 23, in <module>
    Test2()
  File ".\test.py", line 19, in Test2
    name += "1"
UnboundLocalError: local variable 'name' referenced before assignment

可以看到Test()和Test1()都能正常执行

-》其中Test()函数内是没有name这个变量的，那他为什么能够执行呢？

这里的原因是：Python 的查找顺序为：局部的命名空间去 -> 全局命名空间 -> 内置命名空间

函数中定义的是局部空间，局部空间没有就去全局空间找，然后找到并打印。

-》 Test1()也是一样的道理，在局部空间我们定义了name，所以直接打印出来就结束了。

基础知识补充：

一般有三种命名空间：

• 内置名称（built-in names）， Python 语言内置的名称，比如函数名 abs、char 和异常名称 BaseException、Exception 等等。
• 全局名称（global names），模块中定义的名称，记录了模块的变量，包括函数、类、其它导入的模块、模块级的变量和常量。
• 局部名称（local names），函数中定义的名称，记录了函数的变量，包括函数的参数和局部定义的变量。（类中定义的也是）

 

-》那么问题来了，为什么在Test2()中会报错：本地变量"name"未定义呢？

这里就涉及到python在编译期对读和写的不同操作，在Test2()中新增加了name += "1"

按道理说，局部变量没找到，应该去全局变量读取并且做修改，但是这里却没有。

我个人的理解是，一般情况下写操作是不安全的，对全局变量进行修改可能导致不可预料的结果，所以Python不允许。

-》那么我们怎么样才能对全局变量进行修改呢？

这里一个比较常用的方法是 global 关键字

这里我们顺便打印一下全局变量看一下结果：

test
test1
test2
test2

这次没有报错了，name += "2"得出了正确结果

我们可以注意到，全局变量name也发生了改变，变成了修改后的test2，说明global关键字可以对全局变量进行修改。

 

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继续拓展：如果我们想要在函数内部获取全局变量来做操作，并且不希望改变全局变量的值怎么办？

2、闭包和nonlocal关键字

再举一个例子

假设一个人初始走0步，第一次走2步，第二次走3步，第三次走5步，那么计算他每一次走完的总步数。

看到这个问题大多数同学会想到使用 global 关键字 

（1）用global解决

示例代码：

origin = 0
def factory(step):
    global origin
    origin += step
    print(origin)

factory(2)
factory(3)
factory(5)

可以得出正确答案：

2
5
10

但是我们的origin也发生了改变，我们命名叫做origin就是起始值的意思，起始值怎么能够一直变呢。

还有没有更好的办法，不去修改起始值？

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（2）用闭包解决

 要理解闭包首先要理解python的独特之处

俗话说：Python一切皆对象

比较好的证明就是，python可以return一个函数，比如：

 

而闭包，就是函数+环境变量

闭包 = 函数+环境变量

下面的这个例子就是闭包，在函数里面嵌套函数，return的是内部函数。

最终打印的结果是50.

而全局变量a的结果仍然是10.

 

-》滴——————————————

今天学习时间到了，明天继续补充。

加油：）