Какие есть пространства имен в python?

1️⃣ Как кратко ответить

В Python существуют четыре основных пространства имен: локальное, включающее переменные внутри функции; пространственное имя, связанное с функцией или классом; глобальное, связанное с модулем; и встроенное, содержащее встроенные функции и исключения. Эти пространства имен управляют областью видимости переменных и определяют, где и как можно использовать переменные в коде.

2️⃣ Подробное объяснение темы

В Python пространство имен — это система, которая управляет именами переменных и объектов, чтобы избежать конфликтов и путаницы. Пространства имен позволяют Python отслеживать, какие имена относятся к каким объектам в памяти. Это особенно важно в больших программах, где могут быть сотни или тысячи переменных.

Типы пространств имен

1. Локальное пространство имен (Local Namespace)

   Локальное пространство имен создается при вызове функции и содержит имена, определенные внутри этой функции. Эти имена доступны только в пределах функции и исчезают, когда функция завершает выполнение.

   def my_function():
       x = 10  # 'x' находится в локальном пространстве имен функции my_function
       print(x)
   ​
   my_function()
   

   Здесь x — это локальная переменная, доступная только внутри my_function.

2. Пространство имен, связанное с функцией или классом (Enclosing Namespace)

   Это пространство имен относится к функциям, которые определены внутри других функций (вложенные функции). Оно также может относиться к методам классов. Переменные в этом пространстве имен доступны вложенным функциям.

   def outer_function():
       y = 20  # 'y' находится в пространстве имен функции outer_function
   ​
       def inner_function():
           print(y)  # 'y' доступна в inner_function через enclosing namespace
   ​
       inner_function()
   ​
   outer_function()
   

   Здесь y находится в пространстве имен outer_function и доступна inner_function.

3. Глобальное пространство имен (Global Namespace)

   Глобальное пространство имен создается при запуске программы и содержит имена, определенные на уровне модуля. Эти имена доступны в любом месте модуля, но не в других модулях, если они не импортированы.

   z = 30  # 'z' находится в глобальном пространстве имен
   ​
   def another_function():
       print(z)  # 'z' доступна в another_function через глобальное пространство имен
   ​
   another_function()
   

   Здесь z — это глобальная переменная, доступная в another_function.

4. Встроенное пространство имен (Built-in Namespace)

   Встроенное пространство имен содержит имена всех встроенных функций и исключений Python, таких как len(), print(), Exception и т.д. Эти имена доступны в любом месте программы.

   print(len("Hello"))  # 'print' и 'len' находятся во встроенном пространстве имен
   

Как Python ищет переменные

Python использует правило LEGB для поиска переменных:

• Local: сначала ищет в локальном пространстве имен.
• Enclosing: затем в пространстве имен, связанном с функцией или классом.
• Global: затем в глобальном пространстве имен.
• Built-in: и, наконец, во встроенном пространстве имен.

Применение и важность

Понимание пространств имен важно для управления областью видимости переменных и предотвращения конфликтов имен. Это позволяет писать более организованный и читаемый код, особенно в больших проектах. Пространства имен помогают избежать случайного изменения переменных и обеспечивают модульность кода.