讲到了函数就必须介绍变量的作用域相关。
作用域指的是变量的有效范围。变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限取决于这个变量是在哪里赋值的，也就是在哪个作用域内的。
通常而言，在编程语言中，变量的作用域从代码结构形式来看，有块级、函数、类、模块、包等由小到大的级别。但是在Python中，没有块级作用域，也就是类似if语句块、for语句块、with上下文管理器等等是不存在作用域概念的，他们等同于普通的语句。
>>> if True: # if语句块没有作用域
x = 1
>>> x
1
>>> def func(): # 函数有作用域
a = 8
>>> a
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#3>", line 1, in <module>
a
NameError: name 'a' is not defined
从上面的例子中，我们可以发现，在if语句内定义的变量x，可以被外部访问，而在函数func()中定义的变量a，则无法在外部访问。
通常，函数内部的变量无法被函数外部访问，但内部可以访问；类内部的变量无法被外部访问，但类的内部可以。通俗来讲，就是内部代码可以访问外部变量，而外部代码通常无法访问内部变量。
变量的作用域决定了程序的哪一部分可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4层，分别是：
- L （Local） 局部作用域
- E （Enclosing） 闭包函数外的函数中
- G （Global） 全局作用域
- B （Built-in） 内建作用域
x = int(2.9) # 内建作用域，查找int函数
global_var = 0 # 全局作用域
def outer():
out_var = 1 # 闭包函数外的函数中
def inner():
inner_var = 2 # 局部作用域
前面说的都是变量可以找得到的情况，那如果出现本身作用域没有定义的变量，那该如何寻找呢？
Python以L –> E –> G –>B的规则查找变量，即：在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，最后去内建中找。如果这样还找不到，那就提示变量不存在的错误。例如下面的代码，函数func内部并没有定义变量a，可是print函数需要打印a，那怎么办？向外部寻找！按照L –> E –> G –>B的规则，层层查询，这个例子很快就从外层查找到了a，并且知道它被赋值为1，于是就打印了1。
a = 1
def func():
print(a)
全局变量和局部变量
定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，被叫做局部变量，定义在函数外的拥有全局作用域的变量，被称为全局变量。（类、模块等同理）
所谓的局部变量是相对的。局部变量也有可能是更小范围内的变量的外部变量。
局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。
a = 1 # 全局变量
def func():
b = 2 # 局部变量
print(a) # 可访问全局变量a,无法访问它内部的c
def inner():
c = 3 # 更局部的变量
print(a) # 可以访问全局变量a
print(b) # b对于inner函数来说，就是外部变量
print(c)
global和nonlocal关键字
我们先看下面的例子：
total = 0 # total是一个全局变量
def plus( arg1, arg2 ):
total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量.
print("函数内局部变量total= ", total)
print("函数内的total的内存地址是: ", id(total))
return total
plus(10, 20)
print("函数外部全局变量total= ", total)
print("函数外的total的内存地址是: ", id(total))
很明显，函数plus内部通过total = arg1 + arg2语句，新建了一个局部变量total，它和外面的全局变量total是两码事。而如果我们，想要在函数内部修改外面的全局变量total呢？使用global关键字！
global：指定当前变量使用外部的全局变量
total = 0 # total是一个全局变量
def plus( arg1, arg2 ):
global total # 使用global关键字申明此处的total引用外部的total
total = arg1 + arg2
print("函数内局部变量total= ", total)
print("函数内的total的内存地址是: ", id(total))
return total
plus(10, 20)
print("函数外部全局变量total= ", total)
print("函数外的total的内存地址是: ", id(total))
打印结果是：
函数内局部变量total= 30
函数内的total的内存地址是: 503494624
函数外部全局变量total= 30
函数外的total的内存地址是: 503494624
我们再来看下面的例子：
a = 1
print("函数outer调用之前全局变量a的内存地址： ", id(a))
def outer():
a = 2
print("函数outer调用之时闭包外部的变量a的内存地址： ", id(a))
def inner():
a = 3
print("函数inner调用之后闭包内部变量a的内存地址： ", id(a))
inner()
print("函数inner调用之后，闭包外部的变量a的内存地址： ", id(a))
outer()
print("函数outer执行完毕，全局变量a的内存地址： ", id(a))
如果你将前面的知识点都理解通透了，那么这里应该没什么问题，三个a各是各的a，各自有不同的内存地址，是三个不同的变量。打印结果也很好的证明了这点：
函数outer调用之前全局变量a的内存地址： 493204544
函数outer调用之时闭包外部的变量a的内存地址： 493204576
函数inner调用之后闭包内部变量a的内存地址： 493204608
函数inner调用之后，闭包外部的变量a的内存地址： 493204576
函数outer执行完毕，全局变量a的内存地址： 493204544
那么，如果，inner内部想使用outer里面的那个a，而不是全局变量的那个a，怎么办？用global关键字？先试试看吧：
a = 1
print("函数outer调用之前全局变量a的内存地址： ", id(a))
def outer():
a = 2
print("函数outer调用之时闭包外部的变量a的内存地址： ", id(a))
def inner():
global a # 注意这行
a = 3
print("函数inner调用之后闭包内部变量a的内存地址： ", id(a))
inner()
print("函数inner调用之后，闭包外部的变量a的内存地址： ", id(a))
outer()
print("函数outer执行完毕，全局变量a的内存地址： ", id(a))
运行结果如下，很明显，global使用的是全局变量a。
函数outer调用之前全局变量a的内存地址： 494384192
函数outer调用之时闭包外部的变量a的内存地址： 494384224
函数inner调用之后闭包内部变量a的内存地址： 494384256
函数inner调用之后，闭包外部的变量a的内存地址： 494384224
函数outer执行完毕，全局变量a的内存地址： 494384256
那怎么办呢？使用nonlocal关键字！它可以修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量。将global a改成nonlocal a，代码这里我就不重复贴了，运行后查看结果，可以看到我们真的引用了outer函数的a变量。
函数outer调用之前全局变量a的内存地址： 497726528
函数outer调用之时闭包外部的变量a的内存地址： 497726560
函数inner调用之后闭包内部变量a的内存地址： 497726592
函数inner调用之后，闭包外部的变量a的内存地址： 497726592
函数outer执行完毕，全局变量a的内存地址： 497726528
面试真题：
不要上机测试，请说出下面代码的运行结果：
a = 10
def test():
a += 1
print(a)
test()
很多同学会说，这太简单了！函数内部没有定义a，那么就去外部找，找到a=10，于是加1，打印11！
我会告诉你，这段代码有语法错误吗？a += 1相当于a = a + 1，按照赋值运算符的规则是先计算右边的a+1。但是，Python的规则是，如果在函数内部要修改一个变量，那么这个变量需要是内部变量，除非你用global声明了它是外部变量。很明显，我们没有在函数内部定义变量a，所以会弹出局部变量在未定义之前就引用的错误。
更多的例子：
再来看一些例子（要注意其中的闭包，也就是函数内部封装了函数）：
name = 'jack'
def outer():
name='tom'
def inner():
name ='mary'
print(name)
inner()
outer()
上面的题目很简单，因为inner函数本身有name变量，所以打印结果是mary。那么下面这个呢？
name ='jack'
def f1():
print(name)
def f2():
name = 'eric'
f1()
f2()
这题有点迷惑性，想了半天，应该是‘eric’吧，因为f2函数调用的时候，在内部又调用了f1函数，f1自己没有name变量，那么就往外找，发现f2定义了个name，于是就打印这个name。错了！！！结果是‘jack’！
Python函数的作用域取决于其函数代码块在整体代码中的位置，而不是调用时机的位置。调用f1的时候，会去f1函数的定义体查找，对于f1函数，它的外部是name ='jack'，而不是name = 'eric'。
再看下面的例子，f2函数返回了f1函数：
name = 'jack'
def f2():
name = 'eric'
return f1
def f1():
print(name)
ret = f2()
ret()
仔细回想前面的例子，其实这里有异曲同工之妙，所以结果还是‘jack’。
网友评论