Простір імен та область видимості в Python

Простір імен — це область коду, в якій знаходиться набір ідентифікаторів. Він використовується для зберігання значень змінних та інших об’єктів, пов’язаних із певними іменами (ідентифікаторами).

Область видимості — це частина програми, з якої можна отримати доступ до простору імен напряму без будь-якого префіксу.

Зміст:

Типи просторів імен Python
Область видимості в Python

Типи просторів імен в Python

Python має три типи просторів імен:

Вбудований простір імен створюється під час запуску інтерпретатора Python та існує поки інтерпретатор працює. З цієї причини вбудовані функції (наприклад, id(), print() та інші) завжди доступні з будь-якої частини програми.

Глобальний простір імен створюється в кожному модулі. Модулі можуть мати різні функції та класи.

Локальний простір імен створюється під час виклику функції, в якій визначено імена.

Різні простори імен ізольовані. Тому однакове ім’я, яке може існувати в різних модулях, не викликає конфлікту імен в програмі. Аналогічно і у випадку з класами. Наступна діаграма ілюструє цю концепцію.

Область видимості в Python

Попри те, що є різні унікальні простори імен, ми не можемо отримати доступ до всіх них із кожної частини програми. Тут у гру входить таке поняття, як область видимості.

Існує як мінімум три вкладені області видимості:

Область видимості функції з локальними іменами.

Область видимості модуля з глобальними іменами.

Вбудована область видимості з вбудованими іменами.

Коли всередині функції створюється посилання, ім’я шукається у локальному просторі імен, потім у глобальному просторі імен і, нарешті, у вбудованому просторі імен.

Якщо функція знаходиться всередині іншої функції, нова область видимості міститься в локальній області видимості (функції).

Розглянемо приклад використання просторів імен в Python:

# Змінна global_var знаходиться у глобальному просторі імен
global_var = 15

def outer_function():
    # Змінна outer_var знаходиться у локальному просторі імен
    outer_var = 25

    def inner_function():
        # Змінна inner_var знаходиться у вкладеному локальному просторі імен 
        inner_var = 35

        print(inner_var)

    print(outer_var)

    inner_function()

# Виводимо значення глобальної змінної
print(global_var)

# Викликаємо зовнішню функцію та виводимо локальні та вкладені локальні змінні
outer_function()

# Змінна global_var знаходиться у глобальному просторі імен

global_var = 15

def outer_function():

# Змінна outer_var знаходиться у локальному просторі імен

outer_var = 25

def inner_function():

# Змінна inner_var знаходиться у вкладеному локальному просторі імен

inner_var = 35

print(inner_var)

print(outer_var)

inner_function()

# Виводимо значення глобальної змінної

print(global_var)

# Викликаємо зовнішню функцію та виводимо локальні та вкладені локальні змінні

outer_function()

Результат:

15 25 35

Тут є три окремі простори імен: глобальний простір імен, локальний простір імен всередині зовнішньої функції та локальний простір імен всередині внутрішньої функції.

global_var — знаходиться у глобальному просторі імен, має значення 15.

outer_var — знаходиться в локальному просторі імен функції outer_function(), має значення 25.

inner_var — знаходиться у вкладеному локальному просторі імен функції inner_function(), має значення 35.

Під час виконання коду спочатку виводиться глобальна змінна global_var, а потім локальні змінні: outer_var та inner_var під час виклику зовнішньої та внутрішньої функцій, відповідно.

Розглянемо приклад використання глобального ключового слова в Python:

# Ініціалізуємо глобальну змінну
global_var = 15

def my_function():
    # Ініціалізуємо локальну змінну
    local_var = 25

    # Змінюємо значення глобальної змінної
    global global_var
    global_var = 35

# Виводимо значення глобальної змінної
print(global_var)

# Викликаємо функцію та змінюємо глобальну змінну
my_function()

# Виводимо змінене значення глобальної змінної
print(global_var)

# Ініціалізуємо глобальну змінну

global_var = 15

def my_function():

# Ініціалізуємо локальну змінну

local_var = 25

# Змінюємо значення глобальної змінної

global global_var

global_var = 35

# Виводимо значення глобальної змінної

print(global_var)

# Викликаємо функцію та змінюємо глобальну змінну

my_function()

# Виводимо змінене значення глобальної змінної

print(global_var)

Результат:

15 35

Під час виклику my_function() ключове слово global використовується для вказівки того, що global_var є глобальною змінною, та її значення змінюється на 35.

Спочатку ми виводимо global_var зі значенням 15, потім викликаємо функцію, і глобальна змінна змінюється на 35 всередині цієї функції. І, нарешті, виводимо змінене значення змінної global_var на екран.

Оцінити статтю: