代碼層次

Python是一門腳本語(yǔ)言，新建一個(gè).py文件，寫點(diǎn)代碼，就可以跑起來了，無論放哪都可以。比如where.py文件：

print("Where am I?")

那么問題來了，這是寫在哪里的呢？為了一目了然，我們用“導(dǎo)游圖”的視角來看看代碼層次：

紅色箭頭指出了，是寫在模塊中的，原來一個(gè).py文件就是一個(gè)模塊。模塊中可以寫函數(shù)和類，模塊可以放在包中。

函數(shù)

Python中最出名的函數(shù)一定是print()了，畢竟全世界都在用它say Hello World。Python函數(shù)其實(shí)和數(shù)學(xué)中的函數(shù)很像，比如y = f(x)。有函數(shù)名字、輸入和輸出。Python的函數(shù)結(jié)構(gòu)如下：

函數(shù)通過def關(guān)鍵字來定義：

def 函數(shù)名（參數(shù)列表）:
    函數(shù)體

參數(shù)列表有就有，無則無，多個(gè)參數(shù)用逗號(hào)分隔。例如：

def hello() :
    print("Hello World!")

hello()  # 調(diào)用函數(shù)

def max(a, b):
    if a > b:
        return a
    else:
        return b
 
a = 4
b = 5
print(max(a, b))

調(diào)用函數(shù)，不需要再加def，直接函數(shù)名（參數(shù)列表）即可。參數(shù)既可以是變量，也可以是其他函數(shù)，只要能一一對(duì)應(yīng)。return關(guān)鍵字用來返回值。return不是必需的，如果沒有，那么函數(shù)會(huì)把內(nèi)部代碼全部都執(zhí)行完再退出，如果有，函數(shù)會(huì)在return語(yǔ)句立刻退出，同時(shí)返回return語(yǔ)句的值，例如：

# 可寫函數(shù)說明
def sum( arg1, arg2 ):
   # 返回2個(gè)參數(shù)的和."
   total = arg1 + arg2
   print ("函數(shù)內(nèi) : ", total)
   return total
   print("這里不會(huì)執(zhí)行！")
 
# 調(diào)用sum函數(shù)
total = sum( 10, 20 )
print ("函數(shù)外 : ", total)

類

為什么還要寫類，函數(shù)它不香么？這個(gè)問題有點(diǎn)大，我只能簡(jiǎn)單解釋一下，那就是因?yàn)椋愂前撕瘮?shù)的，如果有一天你發(fā)現(xiàn)函數(shù)不夠用了，那么可以用類試試，哈哈哈。

類是面向?qū)ο缶幊讨械母拍?，把?duì)象中共性的東西抽離出來而成。

類中的函數(shù)叫做方法，除了方法還有屬性（也就是變量），我寫個(gè)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓剑侯?= 屬性 + 方法，例如：

class People:
    #定義屬性
    name = ''
    age = 0
    #定義方法
    def speak(self):
        print("%s 說: 我 %d 歲。" %(self.name, self.age))

類的使用跟函數(shù)一樣，需要調(diào)用，例如：

dongfanger = People()  # 這叫做實(shí)例化對(duì)象
dongfanger.speak()  # 調(diào)用方法

類的一大好處是，可以通過繼承來進(jìn)一步復(fù)用代碼。

模塊

模塊中可以包含模塊級(jí)代碼、函數(shù)和類。模塊與模塊之間是不能直接調(diào)用的，必須使用import關(guān)鍵字來導(dǎo)入。導(dǎo)入時(shí)，模塊級(jí)代碼一定會(huì)被執(zhí)行，如果我們不想讓某些代碼執(zhí)行，那么可以添加一句if __name__ == '__main__':，例如

if __name__ == '__main__':
   print('這里的代碼，僅在該模塊自身運(yùn)行時(shí)執(zhí)行')
else:
   print('模塊被導(dǎo)入時(shí)執(zhí)行')

函數(shù)和類需要調(diào)用才會(huì)運(yùn)行，所以不存在這個(gè)問題。

包

包是一個(gè)目錄，特殊的地方在于需要包含一個(gè)__init__.py文件（內(nèi)容可以為空），這是為什么呢？設(shè)想一下import hello這條語(yǔ)句，Python從哪去找hello這個(gè)包，C盤D盤E盤，成千上萬(wàn)個(gè)文件，范圍太大了。所以需要把有Python模塊的目錄標(biāo)出來，只查找這些目錄就可以了。示例：

sound/                          頂層包
      __init__.py               初始化 sound 包
      formats/                  文件格式轉(zhuǎn)換子包
              __init__.py
              wavread.py
              wavwrite.py
              aiffread.py
              aiffwrite.py
              auread.py
              auwrite.py
              ...
      effects/                  聲音效果子包
              __init__.py
              echo.py
              surround.py
              reverse.py
              ...
      filters/                  filters 子包
              __init__.py
              equalizer.py
              vocoder.py
              karaoke.py
              ...

命名空間

命名沖突是個(gè)頭疼的問題，Python提供了命名空間這個(gè)方法，把代碼塊劃分為不同的命名空間，同一個(gè)命名空間不能重名，不同命名空間可以重名，如圖所示：

命名空間一般有三種：

• 內(nèi)置：Python內(nèi)置的名字。

• 全局：模塊中定義的名字，包括模塊的函數(shù)、類、其他導(dǎo)入的模塊、模塊級(jí)的變量和常量。

• 局部：函數(shù)中定義的名字，包括函數(shù)的參數(shù)和局部定義的變量。（類中定義的也是）

包里面是文件，文件名重復(fù)與否由操作系統(tǒng)判斷。

作用域

命名空間決定了變量的作用域，小的作用域只在內(nèi)部才有作用，比如函數(shù)內(nèi)的變量，模塊是不能用的：

def func():
    a = 1
print(a)  # 報(bào)錯(cuò)NameError: name 'a' is not defined

反之，大的作用域能作用到小的作用域：

a = 1

def func():
    print(a)

func()  # a = 1

如果不同作用域有相同名字的變量，Python的匹配順序?yàn)椋壕植?-> 全局 -> 內(nèi)置，例如：

a = 1

def func():
    a = 2  # 不會(huì)作用到模塊的a
    
func()  # 調(diào)用函數(shù)修改a的值
print(a)  # a的值仍為1

函數(shù)內(nèi)部的a并不能影響到模塊級(jí)別的a，因?yàn)镻ython在找a時(shí)，函數(shù)內(nèi)部已經(jīng)找到了，就不會(huì)再找了。

可以使用global關(guān)鍵字，把局部變量定義為全局變量，這樣模塊級(jí)別的變量也可以在函數(shù)內(nèi)修改了：

a = 1

def func():
    global a  # global聲明為全局
    a = 2

func()  # 調(diào)用函數(shù)修改a的值
print(a)  # a的值變?yōu)?

另外，Python中只有模塊、類和函數(shù)，才會(huì)產(chǎn)生作用域。其他代碼塊如if、while、for等是不會(huì)產(chǎn)生作用域的，也就是說這些語(yǔ)句內(nèi)定義的變量，外部也可以訪問，例如：

if True:
    a = 1
print(a)

東方說

本文是Python入門系列這道前菜的最后一篇了，正餐Python進(jìn)階系列計(jì)劃在2021年1月開始推送，具體計(jì)劃我會(huì)寫在元旦的一篇文章中。Python入門系列并不算完整的教程，它的定位是進(jìn)階篇的鋪墊，做一些知識(shí)儲(chǔ)備，降低閱讀門檻。如果想學(xué)習(xí)完整教程，可以找菜鳥教程，也可以上B站看視頻（個(gè)人更推薦）。最后，為了知識(shí)共享和傳遞，我把入門的7篇文章都導(dǎo)出成pdf上傳了，可以在公眾號(hào)后臺(tái)回復(fù)“入門”下載哦。

參考資料：

https://www.runoob.com/python3/python3-function.html

https://www.runoob.com/python3/python3-class.html

https://www.runoob.com/python3/python3-module.html

https://www.runoob.com/python3/python3-namespace-scope.html