從局部變數和全域變數開始全面解析Python中變數的範圍

無論是以類為基礎的面相對象編程,還是單純函數內部變數的定義,變數的範圍始終是Python學習中一個必須理解掌握的環節,下面我們從局部變數和全域變數開始全面解析Python中變數的範圍,需要的朋友可以參考下

理解全域變數和局部變數
1.定義的函數內部的變數名如果是第一次出現， 且在=符號前，那麼就可以認為是被定義為局部變數。在這種情況下，不論全域變數中是否用到該變數名，函數中使用的都是局部變數。例如：

  num = 100  def func():    num = 123    print num  func()

輸出結果是123。說明函數中定義的變數名num是一個局部變數，覆蓋全域變數。再例如：

  num = 100  def func():    num += 100    print num  func()

輸出結果是：UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment。提示錯誤：局部變數num在賦值前被應用。也就是說該變數沒有定義就被錯誤使用。由此再次證明這裡定義的是一個局部變數，而不是全域變數。

2.函數內部的變數名如果是第一次出現，且出現在=符號後面，且在之前已被定義為全域變數，則這裡將引用全域變數。例如：

  num = 100  def func():    x = num + 100    print x  func()

輸出結果是200。如果變數名num在之前沒有被定義為全域變數，則會出現錯誤提示：變數沒有定義。例如：

  def func():    x = num + 100    print x  func()

輸出結果是：NameError: global name 'num' is not defined。

3.函數中使用某個變數時，如果該變數名既有全域變數也有局部變數，則預設使用局部變數。例如：

  num = 100  def func():    num = 200    x = num + 100    prinx x  func()

輸出結果是300。

4.在函數中將某個變數定義為全域變數時需要使用關鍵字global。例如：

  num = 100  def func():    global num    num = 200    print num  func()  print num

輸出結果分別是200和200。這說明函數中的變數名num被定義為全域變數，並被賦值為200。再例如：

  num = 100  def func():    global num    num = 200    num += 100    print num  func()  print num

輸出結果分別是300和300。

結合上文對全域變數和局部變數的應用情境的整理結果，我嘗試對input fields中的教學代碼的前半部分做一些分析（中文部分的注釋）：

  # calculator with all buttons  import simplegui  # intialize globals  store = 0  operand = 0

用了simplegui模組，可以在http://www.codeskulptor.org/操作無誤。但是該模組無法直接在python環境中使用，需要先安裝SimpleGUICS2Pygame包。

  # event handlers for calculator with a store and operand  def output():  """prints contents of store and operand"""    print "Store = ", store    print "Operand = ", operand    print ""

在定義的函數output()中直接使用了全域變數store和operand。可以參考第2點。

  def swap():  """ swap contents of store and operand"""    global store, operand    store, operand = operand, store    output()

在定義的函數swap()中首先對store和operand做了全域變數的定義。如果不這樣操作，那麼就會出現沒有賦值就被使用的錯誤提示。可以參考第1點。同時是不是可以這樣理解：函數swap()中，在沒有關鍵字global的情況下，store和operand是預設局部變數，而=右邊的部分在沒有賦值的情況被使用是錯誤的。可以參考第3點。

  def add():  """ add operand to store"""    global store    store = store + operand    output()

在這裡我碰到了兩周課程學習以來的第一個難題：那就是為什麼add()函數中只定義了store為全域變數，而沒有相同地去定義operand。現在結合第1點來看，是因為store作為局部變數沒有事先賦值，不能直接使用，而operand是可以直接調用之前定義的全域變數來使用的。

變數範圍
變數範圍（scope）在Python中是一個容易掉坑的地方。
Python的範圍一共有4中，分別是：

L （Local） 局部範圍
E （Enclosing） 閉包函數外的函數中
G （Global） 全域範圍
B （Built-in） 內建範圍
以 L --> E --> G -->B 的規則尋找，即：在局部找不到，便會去局部外的局部找（例如閉包），再找不到就會去全域找，再者去內建中找。

Python除了def/class/lambda 外，其他如: if/elif/else/ try/except for/while並不能改變其範圍。定義在他們之內的變數，外部還是可以訪問。

>>> if True:...   a = 'I am A'... >>> a'I am A'

定義在if語言中的變數a，外部還是可以訪問的。
但是需要注意如果if被 def/class/lambda 包裹，在內部賦值，就變成了此 函數/類/lambda 的局部範圍。
在 def/class/lambda內進行賦值，就變成了其局部的範圍，局部範圍會覆蓋全域範圍，但不會影響全域範圍。

g = 1 #全域的def fun():  g = 2 #局部的  return gprint fun()# 結果為2print g# 結果為1

但是要注意，有時候想在函數內部引用全域的變數，疏忽了就會出現錯誤，比如：

#file1.pyvar = 1def fun():  print var  var = 200print fun()#file2.pyvar = 1def fun():  var = var + 1  return varprint fun()

這兩個函數都會報錯UnboundLocalError: local variable 'var' referenced before assignment
在未被賦值之前引用的錯誤！為什嗎？因為在函數的內部，解譯器探測到var被重新賦值了，所以var成為了局部變數，但是在沒有被賦值之前就想使用var，便會出現這個錯誤。解決的方法是在函數內部添加 globals var 但運行函數後全域的var也會被修改。

閉包Closure
閉包的定義：如果在一個內建函式裡，對在外部函數內（但不是在全域範圍）的變數進行引用，那麼內建函式就被認為是閉包(closure)

函數嵌套/閉包中的範圍：

a = 1def external():  global a  a = 200  print a  b = 100  def internal():    # nonlocal b    print b    b = 200    return b  internal()  print bprint external()

一樣會報錯- 引用在賦值之前，Python3有個關鍵字nonlocal可以解決這個問題，但在Python2中還是不要嘗試修改閉包中的變數。 關於閉包中還有一個坑：

from functools import wrapsdef wrapper(log):  def external(F):    @wraps(F)    def internal(**kw):      if False:        log = 'modified'      print log    return internal  return external@wrapper('first')def abc():  passprint abc()

也會出現 引用在賦值之前 的錯誤，原因是解譯器探測到了 if False 中的重新賦值，所以不會去閉包的外部函數（Enclosing）中找變數，但 if Flase 不成立沒有執行，所以便會出現此錯誤。除非你還需要else: log='var' 或者 if True 但這樣添加邏輯語句就沒了意義，所以盡量不要修改閉包中的變數。

好像用常規的方法無法讓閉包實現計數器的功能，因為在內部進行 count +=1 便會出現 引用在賦值之前 的錯誤，解決辦法：（或Py3環境下的 nonlocal 關鍵字）

def counter(start):    count =[start]    def internal():      count[0] += 1      return count[0]    return internalcount = counter(0)for n in range(10):  print count()# 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10count = counter(0)print count()# 1

由於 list 具有可變性，而字串是不可變類型。

locals() 和 globals()
globals()
global 和 globals() 是不同的，global 是關鍵字用來聲明一個局部變數為全域變數。globals() 和 locals() 提供了基於字典的訪問全域和局部變數的方式

比如：如果函數1內需要定義一個局部變數，名字另一個函數2相同，但又要在函數1內引用這個函數2。

def var():  passdef f2():  var = 'Just a String'  f1 = globals()['var']  print var  return type(f1)print f2()# Just a String# <type 'function'>

locals()
如果你使用過Python的Web架構，那麼你一定經曆過需要把一個視圖函數內很多的局部變數傳遞給模板引擎，然後作用在HTML上。雖然你可以有一些更聰明的做法，還你是仍想一次傳遞很多變數。先不用瞭解這些文法是怎麼來的，用做什麼，只需要大致瞭解locals()是什麼。
可以看到，locals()把局部變數都給打包一起扔去了。

@app.route('/')def view():  user = User.query.all()  article = Article.query.all()  ip = request.environ.get('HTTP_X_REAL_IP',     request.remote_addr)  s = 'Just a String'  return render_template('index.html', user=user,      article = article, ip=ip, s=s)  #或者 return render_template('index.html', **locals())