Python之函數作用域

1、作用域介紹

也叫名稱空間

全局名稱空間：創建的存儲“變量名與值的關系”的空間叫做全局名稱空間

局部名稱空間：在函數的運行中開辟的臨時的空間叫做局部名稱空間

內置名稱空間：內置名稱空間中存放了python解釋器為我們提供的名字：input,print,str,list,tuple...它們都是我們熟悉的，拿過來就可以用的方法。

python中的作用域分4種情況：

• L：local，局部作用域，即函數中定義的變量；
• E：enclosing，嵌套的父級函數的局部作用域，即包含此函數的上級函數的局部作用域，但不是全局的（閉包常見）；
• G：globa，全局變量，就是模塊級別定義的變量；
• B：built-in，系統固定模塊里面的變量，比如int, bytearray等。

加載變量的優先級順序依次是：py 內置作用域>當前模塊中的全局（文件從上而下讀取）>外層作用域>局部作用域

搜索變量的優先級順序依次是：作用域局部>外層作用域>當前模塊中的全局>python內置作用域，也就是LEGB。

當然，local 和 enclosing 是相對的，enclosing 變量相對上層來說也是 local 。

x = int(2.9)  # int built-in

g_count = 0  # global

def outer():
    o_count = 1  # enclosing

    def inner():
        i_count = 2  # local
        print(o_count)
    print(i_count)  # NameError: name 'i_count' is not defined
    inner()

outer()   # 正常打印：1
print(o_count)  # NameError: name 'o_count' is not defined

'''
解釋：
inner 內部 print(o_count)：
    inner 內部沒有 o_count 變量，會去上一級（outer 內部）找，找到

outer 內部  print(i_count)：
    雖然 i_count  在 inner內部，但並不會去 inner 內部作用域找，而是找自己 outer 作用域，找不到就一級一級往上

全局 print(o_count)：
    同理 outer 內部 print(i_count)
'''

2、作用域產生

在Python中，只有模塊（module），類（class）以及函數（def、lambda）才會引入新的作用域，其它的代碼塊（如if、try、for等）是不會引入新的作用域的，如下代碼：

if 2>1:
    x = 1
print(x)  # 1

這個是沒有問題的，if並沒有引入一個新的作用域，x仍處在當前作用域中，后面代碼可以使用。

def test():
    x = 2
print(x) # NameError: name 'x2' is not defined

def、class、lambda是可以引入新作用域的。

3、變量的修改

x=6
def f2():
    print(x)
    x=5
f2()

# 變量是先聲明，再引用的
# 錯誤的原因在於 print(x)，解釋器會在局部作用域找，會找到x=5(函數已經加載到內存),但x使用在聲明前了,所以報錯:
# local variable 'x' referenced before assignment.如何證明找到了x=5呢?簡單:注釋掉x=5,x=6
# 報錯為:name 'x' is not defined
#同理

x=6
def f2():
    x+=1 #local variable 'x' referenced before assignment.  x 使用之前已經被聲明了
#x+=1：x = x + 1；x 已經被聲明了，x=6，這里等於 6 = 6 + 1，發生報錯
f2()

要修改：

x=6

def f2():
    global x # 默認找 local 里的 x，加上 global關鍵字讓他去找外面 global 的 x
    print(x)
    x=5  # 對 global 的 x 進行修改
    
f2()      # 6
print(x)  # 5

4、global關鍵字

當內部作用域想修改外部作用域的變量時，就要用到global和nonlocal關鍵字了，當修改的變量是在全局作用域（global作用域）上的，就要使用global先聲明一下，代碼如下：

count = 10
def outer():
    global count
    print(count) 
    count = 100
    print(count)
outer()
#10
#100

# global 能少用就少用，因為會對全局變量做出修改，影響全局其他地方用這個全局變量

5、nonlocal關鍵字

global關鍵字聲明的變量必須在全局作用域上，不能嵌套作用域上，當要修改嵌套作用域（enclosing作用域，外層非全局作用域）中的變量怎么辦呢，這時就需要nonlocal關鍵字了

count = 200
def outer():
    count = 10    # enclosing 嵌套作用域
    def inner():
        nonlocal count  # 引用 enclosing 的 count = 10，如果不加，print(count) 會引用 enclosing 的 count = 10
    #global count   # 這里引用最外層的 global 的 count = 200
        count = 20  # 修改 enclosing 的 count
        print(count)
    inner()
    print(count)  # 這里的值不是 outer 的 count ，而是 inner 的 count
outer()
#20
#20

6、小結

（1）變量查找順序：LEGB，局部作用域>外層作用域>當前模塊中的全局>python內置作用域；

（2）只有模塊、類、及函數才能引入新作用域；

（3）對於一個變量，內部作用域先聲明就會覆蓋外部變量，不聲明直接使用，就會使用外部作用域的變量；

（4）內部作用域要修改外部作用域變量的值時，全局變量要使用global關鍵字，嵌套作用域變量要使用nonlocal關鍵字。nonlocal是python3新增的關鍵字，有了這個關鍵字，就能完美的實現閉包了。閉包跟裝飾器有關系，在裝飾器里介紹。