python 中使用 global 引發了莫名其妙的問題

 

哪里出問題了

　　python 中，使用 global 會將全局變量設為本函數可用。同時，在函數內部訪問變量會先本地再全局。

　　在嵌套函數中，使用 global 會產生不合常理的行為。

　　上代碼：

In [96]: def x():
    b = 12
    def y():
        global a,b
        a = 1
        b = 2
    y()
    print "b =",b
   ....:     

In [97]: a = 111

In [98]: del b

In [99]: x()
b = 12

In [100]: a
Out[100]: 1

In [101]: b
Out[101]: 2

 

　　而在函數 x() 中，沒有用 global，此時的b使用本地。所以 print 會打印本地 b

　　為什么會打印 12 ？還有 In[101]的 b 為 2 該怎么解釋?

　　

　　y()，使用的 global 竟然沒把 x() 的 b = 12 導進來。

　　在函數 y() 中，語句  global a,b  使a，b擴展為全局，所以，在最高層，就算沒有 b（In[98]），也會產生 b（In[101]）。

　　

　　也就是說， global a,b ,會認為 a 和 b 是最外層的變量。

　　再試一下：

 　　

In [102]: def x():
    b = 12
    def y():
        global a,b
        a = 1
    y()      
    print "b =",b
   .....:     

In [103]: a = 111

In [104]: del b

In [105]: x()
b = 12

In [106]: a
Out[106]: 1

In [107]: b
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-107-3b5d5c371295> in <module>()
----> 1 b

NameError: name 'b' is not defined

　　

　　報錯了！ y() global b 后沒賦值，頂層就沒有 b。這說明，global 只是引入名稱，並不做賦值等操作。

　　global 不會管變量存不存在，只導入名稱，對該名稱的操作會反應到 ‘最高層名稱空間‘。

　　再來：

　　

In [109]: a = 111

In [110]: del b
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-110-745f2abe7045> in <module>()
----> 1 del b

NameError: name 'b' is not defined

In [111]: def x():
    b = 12
    def y():
        global a,b
        a = 1
        print b
    y()
    print "b =",b
   .....:     

In [112]: x()
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-112-7354d77c61ac> in <module>()
----> 1 x()

<ipython-input-111-c05fc67a1e82> in x()
      5         a = 1
      6         print b
----> 7     y()
      8     print "b =",b
      9 

<ipython-input-111-c05fc67a1e82> in y()
      4         global a,b
      5         a = 1
----> 6         print b
      7     y()
      8     print "b =",b

NameError: global name 'b' is not defined

 

 　　　這就確定了 內層y() 的 global 不會 導入 x() 的東西。

 

　　　那么，內層函數怎么使用正確的外層函數的變量呢？

 

解決內層函數參數傳遞問題

　　

　　一、

　　首先，若只是取值，則不需要做任何處理。

 

In [119]: def x():
   .....:     a = 12
   .....:     def y():
   .....:         print a
   .....:     y()
   .....:     

In [120]: x()
12

In [121]: 

 

　　在 y() 中，一旦為 a 賦值，a 立馬變內部變量。

 

In [121]: def x():
   .....:     a = 12
   .....:     def y():
   .....:         print "before a =",a
   .....:         a = 1
   .....:         print "then a =",a
   .....:     y()
   .....:     

In [122]: x()
before a =---------------------------------------------------------------------------
UnboundLocalError                         Traceback (most recent call last)
<ipython-input-122-7354d77c61ac> in <module>()
----> 1 x()

<ipython-input-121-d8fbc0dba399> in x()
      5         a = 1
      6         print "then a =",a
----> 7     y()
      8 

<ipython-input-121-d8fbc0dba399> in y()
      2     a = 12
      3     def y():
----> 4         print "before a =",a
      5         a = 1
      6         print "then a =",a

UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

 

　　一旦在函數 y() 的某處給 a 賦值，則在賦值前，python 會認為 a 不存在。

　　同時發現 python2 的 print 會一個一個的 輸出。鑒於此，我又在 python3 中試了，發現他是 一起輸出。但這不是本文重點，折疊之。

 

In [7]: def x():
    a = 1
    def y():
        print("before a=",a)
        a = 10
        print("then a=",a)
    y()
   ...:     

In [8]: x()
---------------------------------------------------------------------------
UnboundLocalError                         Traceback (most recent call last)
<ipython-input-8-7354d77c61ac> in <module>()
----> 1 x()

<ipython-input-7-6e01e7317b24> in x()
      5         a = 10
      6         print("then a=",a)
----> 7     y()
      8 

<ipython-input-7-6e01e7317b24> in y()
      2     a = 1
      3     def y():
----> 4         print("before a=",a)
      5         a = 10
      6         print("then a=",a)

UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

　　

　　同時發現 python代碼運行前 會先掃一遍代碼的，而不是單純的一行一行的執行。

　　同時發現返回 UnboundLocalError，而不是 NameError。注意到 ’unbound‘，這是官方概念。用 ’unbound‘ 來描述就是：global 會將頂層變量名稱 綁定 到本地變量名稱，同時變化，是為 ’引用‘；python 檢測到 a = 1時，意識到 a 是本地的，所以 在 a ’指向一個對象‘(因為python變量均為引用)，之前 ，調用 a 是非法 行為，但這種行為區別於於 NameError，就定義為 unbound local。

 

　　二、

　　使用 可變變量，如 list，dict

　　

In [127]: def x():
   .....:     l = ["in msg"]
   .....:     def y():
   .....:         msg = l[0]
   .....:         print "msg =",msg
   .....:         l[:] = ["out msg"]
   .....:     y()
   .....:     print l[0]
   .....:     

In [128]: x()
msg = in msg
out msg

　　

　　沒有報錯，完美！

　　要注意 語句  l[:] = ["out msg"] ，使用切片賦值，否則，

 

In [129]: def x():
    l = ["in msg"]
    def y():
        msg = l[0]
        print "msg =",msg
        l = ["out msg"]
    y()
    print l[0]
   .....:     

In [130]: x()
---------------------------------------------------------------------------
UnboundLocalError                         Traceback (most recent call last)
<ipython-input-130-7354d77c61ac> in <module>()
----> 1 x()

<ipython-input-129-d44e750e285f> in x()
      5         print "msg =",msg
      6         l = ["out msg"]
----> 7     y()
      8     print l[0]
      9 

<ipython-input-129-d44e750e285f> in y()
      2     l = ["in msg"]
      3     def y():
----> 4         msg = l[0]
      5         print "msg =",msg
      6         l = ["out msg"]

UnboundLocalError: local variable 'l' referenced before assignment

 

　　又出 UnboundLocalError 了，因為 第六行代碼 為 l 分配了 一個新的 list。

　　

　　三、

　　利用參數傳遞。

　　

In [136]: def x():
   .....:     a, b = 1, 2
   .....:     def y(a = a, b = b):
   .....:         a, b = 3, 4
   .....:         return a, b
   .....:     a, b = y()
   .....:     print a, b
   .....:     

In [137]: x()
3 4

 

 

 

　　注意，不要在默認參數上放 list等可變對象。

 四、

　　python3 引入了 nonlocal 關鍵詞 來調用上一層變量。>_<

　　來測試一下吧：

　　

In [16]: def x():
   ....:     a = 1
   ....:     def y():
   ....:         def z():
   ....:             nonlocal a
   ....:             a = 2
   ....:         z()
   ....:     y()
   ....:     print(a)
   ....:     

In [17]: x()
2

　　

　　看來 nonlocal 是依次向上申請名稱。

　　

In [25]: def x():
    a = 2
    def y():
        a = 3
        def z():
            nonlocal a
            print("in z a =",a)
            a = 4
        z()
        print("in y a =", a)
    y()
    print("in x a =", a)
   ....:     

In [26]: x()
in z a = 3
in y a = 4
in x a = 2

In [27]: 

　　

　　至此，問題完美解決。

　　原創，歡迎指正。

　　本文完。