你一定在很多计算机科学课程上听说过作用域。它很重要,如果你不理解它的工作原理,那么就会出现一些令人困惑的错误。作用域最基本的功能就是告诉编译器一个变量什么时候是可见的。也就是说,作用域定义了你使用变量的时间和范围。当你尝试使用一些不在当前作用域的变量时,你就会得到 NameError。
Python 有三类作用域:
局部作用域是 Python 中使用最多的作用域。当你在一段代码块中创建一个变量,它将会在最近的作用域中使用。所有的作用域组成的集合就是代码块环境。也就是说,默认是在局部作用域中处理所有的任务。如果你想要不同的作用域,那么你需要将变量设置为全局作用域或非局部作用域。
现在,我们使用 Python 的解释器创建一个简单的例子,来展示局部作用域任务。
- >>> x = 10
- >>> def my_func(a,b):
- ... print(x)
- ... print(z)
- ...
- >>> my_func(1,2)
- 10
- Traceback (most recent call last):
- File "<stdin>", line 1, in <module>
- File "<stdin>", line 3, in my_func
- NameError: global name 'z' is not defined
这里,我们创建了变量 x 以及一个入参为两个参数的简单函数。它将会打印 x 和 z。请记住,我们还没有定义 z,所以当我们调用这个函数时,我们将会获得 NameError。这是因为 z 还没有定义或者它在作用域外部。如果你在调用函数之前定义 z,那么就会发现 z,你就不会获得 NameError。
如果你尝试访问函数内部的变量,那么你也会获得 NameError。
- >>> def my_func(a,b):
- ... i = 2
- ... print(x)
- ...
- >>> if __name__ == "__main__":
- ... x = 10
- ... my_func(1,2)
- ... print(i)
- ...
- 10
- Traceback (most recent call last):
- File "<stdin>", line 4, in <module>
- NameError: name 'i' is not defined
变量 i 仅仅在函数内部定义,所以当你运行这段代码时,你将会得到 NameError。
我们稍微修改一下上面的代码,将下面的代码存储到文件中,并运行。
- def my_func(a,b):
- x = 5
- print(x)
- if __name__ == "__main__":
- x = 10
- my_func(1,2)
- print(x)
你认为将会发生什么?10 打印两次?实际上并不是。原因就是我们现在有两个 x 变量。my_func 函数中的变量 x 是局部函数作用域,它将会覆盖函数外部的变量 x。当我们调用 my_func 函数时,我们打印 5 而非 10。当函数返回时,my_func 函数中的变量 x 会被回收,函数外的变量 x 将会起作用,这就是为什么最后一行语句打印出 10。
如果你想了解具体的技巧,你可以在函数中的赋值语句前打印 x,如下所示,
- >>> def my_func(a,b):
- ... print(x)
- ... x = 5
- ... print(x)
- ...
- >>> if __name__ == "__main__":
- ... x = 10
- ... my_func(1,2)
- ... print(x)
当你运行这段代码时,你将会得到如下的异常,
- Traceback(most recent call last) : File "<stdin>",
- line 3,
- in<module > File "<stdin>",
- line 2,
- inmy_func UnboundLocalError: local variable 'x'referenced before assignment
这个异常发生,是因为 Python 提示你在 my_func 函数中后赋值给 x,由于 x 还没有定义,因此它抛出异常。
Python 包括 global 语句。它是 Python 的一个关键字。global 语句定义了这个变量可以在随后的代码块中作为变量使用。虽然你可以在声明全局之前创建一个名称,但这是非常不鼓励的。让我们尝试使用 global 来修复上一个例子抛出的异常:
- def my_func(a,b):
- global x
- print(x)
- x = 5
- print(x)
- if __name__ == "__main__":
- x = 10
- my_func(1,2)
- print(x)
这段代码的输出是,
- 10
- 5
- 5
通过将 x 定义为全局变量,我们告诉 Pyton 在函数中第一个打印函数中首先使用第一个定义的 x。然后我们给 x 赋予新值 5,在退出函数前再次打印。你将会注意到现在 x 是全局变量,当我们到达代码块的最后一个输出语句时,x 依然是 5。
让我们混合使用 global 和 local 来做一些有意思的事情,
- def my_func(a, b) : global c b,
- a = a,
- b d = 'Mike'print(a, b, c, d) a,
- b,
- c,
- d = 1,
- 2,
- 'c is global',
- 4 my_func(a, b) print(a, b, c, d)
在这里,我们将变量 c 设置为全局变量。这个将会导致在函数内部和外部,c 都会输出相同的值。我们在函数内部交换变量 a 和 b,可以显示出我们在函数内部对其进行了交换,但是在函数外部,并没有修改二者。这也显示出变量 a 和 b 并不是全局变量,你应该可以看到如下的输出结果:
- (2, 1, 'c is global', 'Mike')
- (1, 2, 'c is global', 4)
我在此想提醒你不要在函数内部修改全局变量。这在 Python 社区中是一个不好的例子,它也会导致调试更加困难。
现在,我们已经理解了局部和全局变量,下面我们将要了解非局部变量。
Python 3 新增了一个关键词 --nonlocal。关键词 nonlocal 增加了一个作用域用于覆盖内部作用域。你可以阅读 PEP 3104。下面一段代码可以很好的解释非局部作用域。最常见的例子就是创建一个自增函数,
- def counter():
- num = 0
- def incrementer():
- num += 1
- return num
- return incrementer
如果你运行这段代码,你将会得到 UnboundLocalError 这个错误,因为变量 num 在内部函数中在赋值之前引用。让我们增加局部作用域,
- >>> def counter():
- ... num = 0
- ... def incrementer():
- ... nonlocal num
- ... num += 1
- ... return num
- ... return incrementer
- ...
- >>>
- >>> c = counter()
- >>> c
- <function counter.<locals>.incrementer at 0x7f67735ffea0>
- >>> c()
- 1
- >>> c()
- 2
- >>> c()
- 3
现在我们定义的自增函数已按照我们期望开始工作。这种类型的函数被称为 closure(闭包)。闭包就是一个将非局部变量封装起来的代码块。闭包背后的思想就是你可以在函数外部引用这些变量。
nonlocal 允许你将变量分配到作用域外,但不是全局作用域。你不能在 counter 函数中使用 nonlocal,因为它尝试着将其分配到全局作用域。你可以尝试一下,你将会得到 SyntaxError。所以你必须在嵌套函数中使用 nonlocal。
在本文中,我们了解了通过 Python 关键词 global 和 nonlocal 来修改变量的引用方式。我们学习了在哪里使用以及为什么。我们也学习了局部作用域。
Python 201
来源: http://www.cnblogs.com/zhbzz2007/p/6876154.html