作用域(全局变量和局部变量)

2019/07/25 15:27
阅读数 82

作用域

变量到底是什么呢?可将其视为指向值的名称。因此,执行赋值语句x = 1后,名称x指向值1。这几乎与使用字典时一样(字典中的键指向值),只是你使用的是“看不见”的字典。实际上,这种解释已经离真相不远。有一个名为vars的内置函数,它返回这个不可见的字典:

>>> x = 1
>>> scope = vars()
>>> scope['x']
1
>>> scope['x'] += 1
>>> x
2

警告 一般而言,不应修改vars返回的字典,因为根据Python官方文档的说法,这样做的结果是不确定的。换而言之,可能得不到你想要的结果。

这种“看不见的字典”称为命名空间作用域。那么有多少个命名空间呢?除全局作用域外,每个函数调用都将创建一个。

>>> def foo(): x = 42
...
>>> x = 1
>>> foo()
>>> x
1

在这里,函数foo修改(重新关联)了变量x,但当你最终查看时,它根本没变。这是因为调用foo时创建了一个的命名空间,供foo中的代码块使用。赋值语句x = 42是在这个内部作用域(局部命名空间)中执行的,不影响外部(全局)作用域内的x。在函数内使用的变量称为局部变量(与之相对的是全局变量)。参数类似于局部变量,因此参数与全局变量同名不会有任何问题。

>>> def output(x): print(x)
...
>>> x = 1
>>> y = 2
>>> output(y)
2

到目前为止一切顺利。但如果要在函数中访问全局变量呢?如果只是想读取这种变量的值(不重新关联它),通常不会有任何问题。

>>> def combine(parameter): print(parameter + external)
...
>>> external = 'berry'
>>> combine('Shrub')
Shrubberry

警告 像这样访问全局变量是众多bug的根源。务必慎用全局变量。

“遮盖”的问题

读取全局变量的值通常不会有问题,但还是存在出现问题的可能性。如果有一个局部变量或参数与你要访问的全局变量同名,就无法直接访问全局变量,因为它被局部变量遮住了。

如果需要,可使用函数globals来访问全局变量。这个函数类似于vars,返回一个包含全局变量的字典。(locals返回一个包含局部变量的字典。)

例如,在前面的示例中,如果有一个名为parameter的全局变量,就无法在函数combine中访问它,因为有一个与之同名的参数。然而,必要时可使用globals()['parameter']来访问它。

>>> def combine(parameter):
...     print(parameter + globals()['parameter'])
...
>>> parameter = 'berry'
>>> combine('Shrub')
Shrubberry

重新关联全局变量(使其指向新值)是另一码事。在函数内部给变量赋值时,该变量默认为局部变量,除非你明确地告诉Python它是全局变量。那么如何将这一点告知Python呢?

>>> x = 1
>>> def change_global():
...     global x
...     x = x + 1
...
>>> change_global()
>>> x
2

 作用域嵌套

Python函数可以嵌套,即可将一个函数放在另一个函数内,如下所示:

def foo():
    def bar():
        print("Hello, world!")
    bar()

嵌套通常用处不大,但有一个很突出的用途:使用一个函数来创建另一个函数。这意味着可像下面这样编写函数:

def multiplier(factor):
    def multiplyByFactor(number):
        return number * factor
    return multiplyByFactor

在这里,一个函数位于另一个函数中,且外面的函数返回里面的函数。也就是返回一个函数,而不是调用它。重要的是,返回的函数能够访问其定义所在的作用域。换而言之,它携带着自己所在的环境(和相关的局部变量)!

每当外部函数被调用时,都将重新定义内部的函数,而变量factor的值也可能不同。由于Python的嵌套作用域,可在内部函数中访问这个来自外部局部作用域(multiplier)的变量,如下所示:

作用域嵌套函数的调用方式:

def multiplier(factor):
    def multiplyByFactor(number):
        return number * factor
    return multiplyByFactor

>>> double = multiplier(2)
>>> double(5)
10
>>> triple = multiplier(3)
>>> triple(3)
9
>>> multiplier(5)(4)
20

multiplyByFactor这样存储其所在作用域的函数称为闭包

通常,不能给外部作用域内的变量赋值,但如果一定要这样做,可使用关键字nonlocal。这个关键字的用法与global很像,让你能够给外部作用域(非全局作用域)内的变量赋值。

global和nonlocal区别:

第一,两者的功能不同。global关键字修饰变量后标识该变量是全局变量,对该变量进行修改就是修改全局变量,而nonlocal关键字修饰变量后标识该变量是上一级函数中的局部变量,如果上一级函数中不存在该局部变量,nonlocal位置会发生错误(最上层的函数使用nonlocal修饰变量必定会报错)。

第二,两者使用的范围不同。global关键字可以用在任何地方,包括最上层函数中和嵌套函数中,即使之前未定义该变量,global修饰后也可以直接使用,而nonlocal关键字只能用于嵌套函数中,并且外层函数中定义了相应的局部变量,否则会发生错误(见第一)。
详细说明地址:https://blog.csdn.net/xcyansun/article/details/79672634

函数id()的用法:

功能:返回变量地址

也就是is对比为真的根源,地址相同则相同为真,而相等并不一定相同。

展开阅读全文
加载中
点击引领话题📣 发布并加入讨论🔥
打赏
0 评论
0 收藏
0
分享
返回顶部
顶部