11、Python 中的作用域、命名空间与模块深入解析

Python 中的作用域、命名空间与模块深入解析

1. 编程中的命名挑战与命名空间

在编程项目规模逐渐扩大时，程序员面临的一大挑战便是细节管理，而其中最常见的体现就是大量名称（变量名、函数名和模块名）的涌现。当涉及过多细节时，没人能记住所有名称，更糟糕的是，可能会出现名称冲突。名称冲突指的是一个名称被用于两个或更多完全不同的用途，这可能会导致代码混乱，因为某段代码可能依赖于特定名称变量所保存的值，若该变量被赋予不同值，就会引发问题。因此，控制复杂性的关键在于管理对名称的访问。

大多数编程语言（包括 Python）主要通过使用命名空间来管理名称。命名空间（或作用域）是对名称的封装。它通过创建抽象层次来工作，可以从“外部”将其视为一个单一实体，也能从“内部”将其看作名称和值的集合。而且，不同的作用域可以持有相同名称的值，而不会产生冲突，这使程序员能使用简短易记的名称，无需担心与其他作用域中的变量名冲突。

本文将围绕三个主要主题展开讨论：一是简单变量的 LEGB 规则；二是限定名称，包括类变量；最后是模块的概念以及如何创建自己的模块。

2. LEGB 规则

在 Python 中，当为变量赋值时，变量的作用域有一定规则。在函数体内部赋值的变量默认为局部变量，函数的参数也具有局部作用域，即它们仅在函数体内有意义。若全局变量与局部变量同名，它们的值是相互独立的。

2.1 LEGB 规则的四个层次

LEGB 规则中的四个字母分别代表不同的作用域层次：
- L（Local） ：局部作用域，例如在函数内部赋值的变量。以下示例中，函数 afun