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《最值得收藏的python3语法汇总》，是我为了准备公众号“跟哥一起学python”上面视频教程而写的课件。整个课件将近200页，10w字，几乎囊括了python3所有的语法知识点。
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命名空间（namespace）是对符号（变量、函数、类等等）名字的一种分组机制，它提供了在项目中避免名字冲突的一种方法。不同组的相同命名符号被视作两个独立的符号，因此隶属于不同命名空间的符号名称可以重复。
命名空间是高级编程语言的一种基本概念，C++、Java等都支持命名空间机制。C语言不支持命名空间，所以C语言的程序员需要自己保证命名在全局范围内不重复。
在Python中，命名空间采用了字典的结构来实现，它记录了符号名称和对象之间的对应关系。
Python有4种命名空间：
- 局部命名空间（Local）：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）。
- 闭合命名空间（Enclosing）：外部嵌套函数的名字空间(例如closure)。
- 全局命名空间（Global）：模块(.py)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。
- 内置命名空间（Built-in）： Python 语言内置的名称，比如函数名 abs、char 和异常名称 BaseException、Exception 等等。
需要注意的是，上图中的命名空间并没有从上到下的包含关系，比如：我们不能认为Global-ns是包含它下级的Local-ns的。事实上，所有的命名空间都是独立存在的。
什么是作用域（scope）？
作用域是Python的一块文本区域，这个区域中，命名空间可以被“直接访问”。这里的直接访问指的是试图在命名空间中找到名字的绝对引用(非限定引用)。这里有必要解释下直接引用和间接引用：
直接引用：直接使用名字访问的方式，如name，这种方式尝试在名字空间中搜索名字name。
间接引用：使用形如objname.attrname的方式，即属性引用，这种方式不会在命名空间中搜索名字attrname，而是搜索名字objname，再访问其属性。
上面的四种命名空间的作用域如下：
- 局部命名空间（Local）：它的作用域仅限于本地，比如本函数、本类等。
- 闭合命名空间（Enclosing）：它的作用域仅限被嵌套的下层函数。
- 全局命名空间（Global）：它的作用域是整个模块（.py）。
- 内置命名空间（Built-in）： 它的作用域是整个python解释器运行实例。
我们可以看到，这些命名空间的作用域是相互包含的。
当解释器要查找一个符号名字时，它会采用L-E-G-B（由近及远）的顺序，依次在这四种命名空间中去查找。
我们看看下面的例子：
# author: Tiger， 关注公众号“跟哥一起学python”，ID：tiger-python
# file: ./11/11_1.py
# 命名空间和作用域
x = 1 # 位于Global-NS
def foo():
x = 2 # 位于foo的Local-NS，相对于innerfoo来说，是外层嵌套函数NS，Enclosing-NS
def innerfoo():
x = 3 # 位于Local-NS
print('locals', x)
innerfoo()
print('enclosing function locals ', x)
foo()
print('global ', x)
输出为：
locals 3
enclosing function locals 2
global 1
如果要执行innerfoo函数，查找变量x时，按照LEGB原则，获取到的是Local-NS中的x对应的对象。
这里需要注意的是，Local-NS和Enclosing-NS的概念是相对的。对于innerfoo来说，foo的Local-NS也是innerfoo的Enclosing-NS。
需要特别注意的是，Python中，只有模块、函数、类、推导式等可以产生作用域，而if、for、while等等这些控制语句，则不会产生作用域。这和其他编程语言存在差异。比如下面这个简单的例子：
# author: Tiger， 关注公众号“跟哥一起学python”，ID：tiger-python
# file: ./11/11_2.py
# if不产生作用域
x = 100
if True:
x = 200
print(x)
这个例子中，x被改变了，最后输出结果为200。所以if语句中使用的x变量就是Glocal-NS的中的名字x。if本身并没有产生一个新的作用域。
理解变量的定义和引用？
我们需要清楚地理解变量的定义和引用这两个行为的区别。
比如： x = 100，这是定义了变量x （define）； 而print(x)，这是引用了变量x。
对于引用变量的行为，python会采用LEGB原则到命名空间去查找名字，如果找不到则抛出异常；
在Python中，任何符号（变量名、函数名、类名等等）都是需要先定义后才能被引用的。
对于定义变量的行为，python会在对应的命名空间增加名字和对象的映射关系。同时要注意一点，定义行为是优先于引用行为的。
我们再回头看看前面的例子，我们只看函数foo定义的代码片段：
def foo():
x = 2
def innerfoo():
x = 3
print('locals', x)
innerfoo()
print('enclosing function locals ', x)
内层函数innerfoo中第一行代码x=3，它到底是新定义了一个Local-NS的变量名x呢？还是引用了外层函数foo的变量名x呢？根据我们前面提到的原则：定义行为优先于引用行为。所以，解释器会优先认为它是新定义的一个Local-NS变量名x，并添加到命名空间中。下一行print函数引用变量x时，更加LEGB顺序，首先查找到的就是这个新定义的变量名x。
这个例子中的x是一个不可变数据类型，我们再看一个可变数据类型，它的行为会让你感到更加“怪异”！
# author: Tiger， 关注公众号“跟哥一起学python”，ID：tiger-python
# file: ./11/11_3.py
# 变量的定义和引用
list_1 = [100, 200]
list_2 = [100, 200]
def foo1():
list_1 = [300] # 这是定义
def foo2():
list_2.append(300) # 这是引用
foo1()
foo2()
print(list_1)
print(list_2)
输出为：
[100, 200]
[100, 200, 300]
List_1和list_2产生的结果是完全不一样的，foo1中是新定义了一个Local-NS的变量list_1，而foo2中是对Global-NS中list_2的引用。
通过前面的例子，我们可以看到，如果在作用域里面使用=号赋值运算符，那么解释器会优先认为是定义行为。那么如果我们要用=号修改外部变量，该怎么办呢？
我们需要使用到global和nonlocal关键字。
Global：告诉解释器，我使用的这个变量是Global-NS里面的变量。
Nonlocal：告诉解释器，我使用的这个变量是外层嵌套函数的变量。
# author: Tiger， 关注公众号“跟哥一起学python”，ID：tiger-python
# file: ./11/11_4.py
# global
list_1 = [100, 200]
def foo1():
global list_1 # 声明list_1使用的是全局的
list_1 = [300] # 这是引用，是对list_1的修改
foo1()
print(list_1)
输出为：
[300]
解释器看到global声明后，会在foo1中引用Global-NS中的list_1名字。所以，list_1=[300]不被认为是定义行为，因为已经定义过了。
同样，nonlocal也类似：
# author: Tiger， 关注公众号“跟哥一起学python”，ID：tiger-python
# file: ./11/11_5.py
# non-local
def foo1():
list_1 = [500]
def foo1_inner():
nonlocal list_1
list_1 = [300] # 这是引用，是对list_1的修改
foo1_inner()
return list_1
print(foo1())
输出为：
[300]
解释器在看到nonlocal声明后，会引用外层函数foo1定义的变量list_1。
Global和nonlocal存在一个重要的区别，nonlocal声明的变量必须在外层函数中已经定义，否则解释器会报错。而global声明的变量如果没有定义，那么它会主动帮你定义一个。
大家在看一些官方手册时，还会提到一个“自由变量（free variable）”的概念。当一个变量被引用的地方不是它定义的作用域时，这个变量就叫做“自由变量”。比如上面例子中全局定义的list_1，被foo函数内部引用了，那么list_1就是一个自由变量。