12.Python编程：变量作用域

作者: TensorFlow开发者 | 来源:发表于2018-04-04 14:31 被阅读1次

12.Python编程：变量作用域
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变量，是在内存中开辟一块内存来存储数据。每个变量都有自己的作用域和生命周期。熟知不同变量的作用域和生命周期，在开发中是十分必要和基础的。不同的开发语言变量有它自己的特点，要注意不同之处。
Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4种，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

以 L –> E –> G –>B 的规则查找，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，再者去内建中找。

Python 中只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会引入新的作用域，其它的代码块（如 if/elif/else/、try/except、for/while等）是不会引入新的作用域的，也就是说这些语句内定义的变量，外部也可以访问。而在C\java\Objective-C\swift中，代码块内同样会产生新的作用域。
例如：

if True:
    msg = "True"

print('msg =', msg)

运行结果:

msg = True

函数内则是会产生新的作用域的，例如：

# 变量作用域
def get_sum(n1, n2):
    print('函数内：n1 =', n1)
    return n1 + n2

# 调用函数
print(get_sum(3, 4))

运行结果：

函数内：n1 = 3
7

倘若，在函数外也访问n1,则就超出了n1的作用域，则会提示：NameError: name 'n1' is not defined

# 变量作用域
def get_sum(n1, n2):
    print('函数内：n1 =', n1)
    return n1 + n2

# 调用函数
print(get_sum(3, 4))
print('函数外：n1', n1)

运行结果：

Traceback (most recent call last):
  File "F:/python_projects/11var_field.py", line 10, in <module>
    print('函数外：n1', n1)
NameError: name 'n1' is not defined
函数内：n1 = 3
7

报错：NameError: name 'n1' is not defined。即：名字错误：变量n1未定义。这是因为它是局部变量，只有在函数内可以使用。

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，定义在函数外的拥有全局作用域。
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。

# 全局变量
total = 0


# 变量作用域
def get_sum(n1, n2):
    print('函数内：n1 =', n1)
    # 局部变量total
    total = n1 + n2
    print('函数内：total =', total)
    return total

# 调用函数
print(get_sum(3, 4))
print('函数外：total =', total)

运行结果：

函数内：n1 = 3
函数内：total = 7
7
函数外：total = 0

在函数内部，修改局部变量total，默认情况下是不会影响函数外部的同名变量的。当内部作用域想要修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字了。

global和nonlocal关键字

当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字了。

# 全局变量
total = 0


# 变量作用域
def get_sum(n1, n2):
    
    # 使用global 修饰total后，局部修改total的值，外面的total的值也同时改变
    global total
    
    print('函数内：n1 =', n1)
    total = n1 + n2
    print('函数内：total =', total)
    return total


# 调用函数
print(get_sum(3, 4))
print('函数外：total =', total)

运行结果：

函数内：n1 = 3
函数内：total = 7
7
函数外：total = 7

函数内部，使用global 修饰total后，局部修改total的值，外面的total的值也同时改变。所以函数外部的total的值，也变成了7。

如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字了，如下实例：

def outer():
    num = 10

    # 定义内部
    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)

# 调用函数
outer()

运行结果：