一、局部變量與全局變量
1、在子程序中定義的變量稱為局部變量，在程序的一開始定義的變量稱為全局變量。全局變量作用域是整個程序，局部變量作用域是定義該變量的子程序。
全局變量沒有任何縮進，在任何位置都可以調用。
子程序：如用def定義的函數。
作用域
一個標識符的可見范圍，這就是標識符的作用域。一般常說的是變量的作用域
全局作用域（global）：在整個程序運行環境中都可見
局部作用域：在函數、類等內部可見；局部變量使用范圍不能超過其所在的局部作用域。
例子
NAME = "nicholas"
def change_NAME():
print("change_NAME", NAME)
change_NAME()
print(NAME)
輸出結果
change_NAME nicholas nicholas
分析：NAME = "nicholas"就是全局變量，在
change_NAME（）函數體內可以直接調用打印出“change_NAME nicholas”
2、當全局變量與局部變量同名時：
在定義局部變量的子程序內，局部變量起作用；在其它地方全局變量起作用。
例子：
NAME = "nicholas"
def change_NAME():
NAME = "niubi"
print("change_NAME", NAME)
change_NAME()
print(NAME)
輸出結果
change_NAME niubi nicholas
分析：當全局變量與局部變量同名時：在 def change_NAME():函數內部，
執行print("change_NAME", NAME)語句時，這里的NAME優先調用函數內部的值，函數執行結束后執行print(NAME)語句，全局變量NAME = "nicholas"起作用。
3、如果函數內部無global關鍵字
優先讀取局部變量，如果沒有局部變量則讀取全局變量，此時無法對全局變量進行賦值。
但是對於可變對象可以對內部元素進行操作（如append（）pop()）.
大前提：無global關鍵字
a、有聲明（同名）局部變量
例子
name = ["pony","jack"]
print(1,name)
def change_name():
name = "nicholas"
print("change_name", name)
change_name()
print(2,name)
輸出結果
1 ['pony', 'jack'] change_name nicholas 2 ['pony', 'jack']
1 ['pony', 'jack'] change_name nicholas 2 ['pony', 'jack']
分析：這里無golbal關鍵字，執行 print(1,name)語句時讀取全局變量name = ["pony","jack"]，之后執行change_name()函數，在函數里面nema被賦值為"nicholas"
執行print("change_name", name)語句，這里的name優先讀取函數內部的局部變量name = "nicholas"
輸出change_name nicholas。之后change_name()函數結束。
執行print(2,name)語句。這里仍然讀取全局變量name = ["pony","jack"]。
b、無聲明（同名）局部變量
例子
name = ["pony","jack"]
print(1,name)
def change_name():
print(3, name)
name.append("nicholas")
print(4,name)
change_name()
print(2,name)
輸出結果
1 ['pony', 'jack'] 3 ['pony', 'jack'] 4 ['pony', 'jack', 'nicholas'] 2 ['pony', 'jack', 'nicholas']
分析：無global關鍵字，針對全局變量如果是可變對象，可以對內部元素進行操作。
4、如果函數中有global關鍵字，變量本質上就是全局變量，可讀取可賦值。
a、有聲明（同名）局部變量
例子
NAME = "nicholas"
print(1,NAME)
def change_NAME():
global NAME
NAME = "niubi"
print("change_NAME", NAME)
change_NAME()
print(2,NAME)
輸出結果
1 nicholas change_NAME niubi 2 niubi
分析：在執行print("1",NAME)語句時，NAME使用全局變量，然后執行change_NAME()函數，在函數內部有global關鍵詞聲明，之后執行NAME = "niubi"，執行完這句之后整個程序的NAME變量的值就被修改為"niubi"。
繼續輸出change_NAME niubi，函數結束。
最后執行print("2",NAME)語句，由於NAME在函數內部被修改為"niubi"，所以這里輸出
2 niubi
例子2
name = ["pony","jack"]
print(1,name)
def change_name():
global name
name = ["nick"]
name.append("nicholas")
print(3,name)
change_name()
print(2,name)
輸出結果
1 ['pony', 'jack'] 3 ['nick', 'nicholas'] 2 ['nick', 'nicholas']
分析:
開始name = ["pony","jack"]是全局變量，之后執行change_name()函數嗎，在函數中有global關鍵字，之后針對name做的修改都相當於將name作為全局變量來修改。
c、注意global的位置
錯誤例子
分析：如果需要global對全局變量進行修改這里的global不能放在name = "nick"下面。
5、代碼規范：全局變量字母全部大寫，局部變量變量名小寫。
二、多層函數的嵌套和作用域
（1）一定要注意函數要先定義，后使用
例子1
def test1():
print("test1")
def test2():
print("test2")
test1()
test2()
分析：這樣是可以的，先定義函數，再使用函數
錯誤例子
def test1():
print("test1")
test2()
def test2():
print("test2")
test1()
分析：這樣的test2(）就無法執行。
（2）在函數內定義的函數 在外面不能用到
例子2
def outer():
def inner():
print('inner')
print('outer')
inner()
outer()
分析：函數有可見范圍，這就是作用域的概念。內部函數不能被外部直接使用。
例子
def foo():
print("foo")
too()
def too():
print("too")
foo()
分析：這里執行順序是加載def foo():
加載def too():然后再執行foo()，所以這里不會報錯。
（3）分析多層嵌套函數執行過程及結果
例子
NAME = 'nicholas'
def jack():
name = "jack"
print(name)
def pony():
name = "pony"
print(name)
def charles():
name = 'charles'
print(name)
print(name)
charles()
pony()
print(name)
jack()
輸出結果：
jack pony pony charles jack
分析：
執行過程如下圖
執行順序：1----2----3----3.1----3.2----3.3----3.4----3.3.1----
3.3.2----3.3.3----3.3.4----3.3.5--3.3.3.1--3.3.3.2----3.5
1 首先執行NAME = 'nicholas'語句，
2 加載def jack():函數到內存進行編譯，但不執行
3 調用jack()函數，開始執行
3.1 執行name = "jack"語句
3.2 執行print(name)語句，這里由於沒有global關鍵字，優先讀取局部變量name = "jack"，所以這里輸出jack
3.3 加載def pony():函數到內存進行編譯，但不執行
3.4 調用pony():函數，開始執行
3.3.1 執行name = "pony"語句，這里是一個局部變量
3.3.2 執行print(name)語句，這里由於沒有global、nonlocal關鍵字，優先讀取局部變量name = "pony"，所以這里輸出pony
3.3.3 加載charles():函數到內存進行編譯，但不執行
3.3.4 執行print(name)語句，這里由於沒有global、nonlocal關鍵字，優先讀取同一層級的局部變量name = "pony"，所以這里輸出pony
3.3.5 調用charles():函數，開始執行
3.3.3.1 執行name = 'charles'語句，這里是個局部變量
3.3.3.2 執行print(name)語句，優先讀取局部變量name = "charles"，所以這里輸出charles
~~charles():函數結束
~~pony():函數
3.5 執行執行print(name)語句，優先使用同層級的局部變量name = "jack",所以這里輸出jack。
~~整體結束
例子
name = "nicholas"
def outer():
name = "nick"
def inner():
print(name)
print(name)
inner()
outer()
輸出結果
nick nick
分析：注意這里的inner()函數內部的print(name)語句，這里仍然是優先使用outer()函數內部的局部變量name = "nick"，而非全局變量。
（4）
nonlocal關鍵詞
nonlocal，指定上一級變量，如果沒有就繼續往上直到找到為止
例子
看這個程序，分析輸出過程和結果。
def scope_test():
def do_local():
spam = "local spam"
def do_nonlocal():
nonlocal spam
spam = "nonlocal spam"
def do_global():
global spam
spam = "global spam"
spam = "test spam"
do_local()
print("After local assignment:", spam)
do_nonlocal()
print("After nonlocal assignment:", spam)
do_global()
print("After global assignment:", spam)
scope_test()
print("In global scope:", spam)
輸出結果
After local assignment: test spam After nonlocal assignment: nonlocal spam After global assignment: nonlocal spam In global scope: global spam
分析：
程序執行步驟如圖
從1開始
1--2--2.1--2.2--2.3--2.4--2.5--2.5.1--2.5.2--2.6--2.7--2.7.1--2.7.2--2.8
--2.9--2.9.1--2.9.2--2.10--2.11
下面具體分析下程序執行的過程
1 將def scope_test():函數體作為一個整體加載到內存中，但不執行
2 調用def scope_test():開始執行
2.1 將def do_local():函數體作為一個整體加載到內存中，但不執行
2.2 將def do_nonlocal(): 函數體作為一個整體加載到內存中，但不執行
2.3 將 def do_global(): 函數體作為一個整體加載到內存中，但不執行
2.4 執行 spam = "test spam"
2.5 調用 def do_local():函數
2.5.1 執行 def do_local():函數
2.5.2 執行 spam = "local spam"
--完成2.5.2之后 def do_local():函數結束，其所占的內存被回收， spam =
"local spam"數據被銷毀
2.6 執行print("After local assignment:", spam)語句
由於沒有global關鍵字，這里優先讀取局部變量，即spam = "test spam"
打印出After local assignment: test spam
2.7 調用do_nonlocal()函數
2.7.1 執行def do_nonlocal():
遇到 nonlocal 聲明，nonlocal關鍵字用來在函數外層(非全局)變量。
這里的外層即為def scope_test():這個作用域內
2.7.2 執行spam = "nonlocal spam"語句
這時def scope_test():這個作用域內由以前的spam = "test spam"被重新覆蓋為
spam = "nonlocal spam"
--do_nonlocal()函數體結束
2.8 執行 print("After nonlocal assignment:", spam)語句
由於spam被重新賦值為"nonlocal spam"，這里輸出
After nonlocal assignment: nonlocal spam
2.9 調用do_global()函數
2.9.1 執行def do_global(): 函數
2.9.2 執行 spam = "global spam" 語句
遇到global聲明，global關鍵字用來在函數整體作用域使用全局變量。類似於在
def scope_test():上面寫了一句spam = "global spam"
--def do_global(): 函數體結束
2.10 執行print("After global assignment:", spam)語句
由於這一層級作用域沒有global關鍵字，這里優先讀取局部變量，即被修改過一次的
spam = "nonlocal spam"
這里輸出After global assignment: nonlocal spam
2.11執行print("In global scope:", spam)語句
由於在2.9.2 spam被聲明了全局變量，即spam = "global spam"
所以這里輸出
In global scope: global spam
例子2
name = "jack"
def foo():
name = "nick"
print(name)
def too():
nonlocal name
name = "nicholas"
print(1,name)
too()
print(name)
foo()
輸出結果
nick 1 nicholas nicholas
分析：注意這里的def too():函數內print(1,name)語句仍然優先讀取局部變量name = "nicholas"。
三、遞歸
1、遞歸的定義
如果在調用一個函數的過程中直接或間接調用自身本身，那么這種方法叫做遞歸。
2、遞歸的特點
a、遞歸必須有一個明確的結束條件（基例）。
b、每次進入更深一層遞歸時，問題規模相比上次遞歸都應有所減少。
c、遞歸效率不高，遞歸層次過多會導致棧溢出。
3、遞歸的執行過程
例子
def calc(n):
print(n)
if int(n/2) ==0:
return n
return calc(int(n/2))
calc(10)
輸出結果
10 5 2 1
分析執行過程：
具體過程
（1）執行def calc(n):語句，將calc(n)函數加載到內存中進行編譯，但不執行
（2）執行calc(10)語句，調用calc(n)函數，將n = 10 傳入calc(n)函數
（3）執行print(n)語句，此時n = 10,打印10
判斷n/2是否等於0，10/2 = 5不等於0
執行retun語句，return調用calc(n)函數，
此時具體是執行calc(int(10/2))即calc(5)
此層函數暫停，等待calc(5)返回值
(4)執行print(n)語句，此時n = 5,打印5
判斷n/2是否等於0，5/2 = 2不等於0
執行retun語句，return調用calc(n)函數，
此時具體是執行calc(int(5/2))即calc(2)
此層函數暫停，等待calc(2)返回值
（5）執行print(n)語句，此時n = 2,打印2
判斷n/2是否等於0，2/2 = 1不等於0
執行retun語句，return調用calc(n)函數，
此時具體是執行calc(int(2/2))即calc(1)
此層函數暫停，等待calc(1)返回值
（6）執行print(n)語句，此時n = 1,打印1
判斷n/2是否等於0，1/2 = 2等於0，
執行if條件下的retun語句，return n 給上一層函數，
即return 1給上層函數
（7）將1傳給calc(1),calc(1)得到值為1 ，
return calc(1)即return 1,再次將1傳給上層的return calc(2),
calc(2)得到值為1，再次將1傳給上層的return calc(5),
calc(5)得到值為1，最后將1傳給calc(10),
即calc（10）= 1。
這里可以打印下calc（10）的值
def calc(n):
print(n)
if int(n / 2) == 0:
return n
return calc(int(n / 2))
v = calc(10)
print("calc(10)是",v)
輸出結果
10 5 2 1 calc(10)是 1
例子2
import time
person_list=['Pony','Charles','Richard ','Jack']
print("How can I make good money?")
def ask(person_list):
print('-'*60)
if len(person_list) == 0:
return "I don't know"
person=person_list.pop(0)
if person == "Jack":
return "%s say:Better have a dream, in case it comes true someday." %person
print('hi Boss[%s],How can I make good money?' %person)
print("%s replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask %s..." %(person,person_list))
time.sleep(10)
res=ask(person_list)
#print('%s say: %res' %(person,res))#注釋語句
return res
res = ask(person_list)
print(res)
輸出結果
How can I make good money? ------------------------------------------------------------ hi Boss[Pony],How can I make good money? Pony replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Charles', 'Richard ', 'Jack']... ------------------------------------------------------------ hi Boss[Charles],How can I make good money? Charles replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Richard ', 'Jack']... ------------------------------------------------------------ hi Boss[Richard ],How can I make good money? Richard replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Jack']... ------------------------------------------------------------ Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.
如果取消上面print('%s say: %res' %(person,res))注釋，執行這一語句，可以看出return返回的過程
如下
import time
person_list=['Pony','Charles','Richard ','Jack']
print("How can I make good money?")
def ask(person_list):
print('-'*60)
if len(person_list) == 0:
return "I don't know"
person=person_list.pop(0)
if person == "Jack":
return "%s say:Better have a dream, in case it comes true someday." %person
print('hi Boss[%s],How can I make good money?' %person)
print("%s replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask %s..." %(person,person_list))
time.sleep(1)
res=ask(person_list)#第一處
print('%s say: %res' %(person,res))
return res
res = ask(person_list)#第二處
print(res)
輸出結果
How can I make good money? ------------------------------------------------------------ hi Boss[Pony],How can I make good money? Pony replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Charles', 'Richard ', 'Jack']... ------------------------------------------------------------ hi Boss[Charles],How can I make good money? Charles replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Richard ', 'Jack']... ------------------------------------------------------------ hi Boss[Richard ],How can I make good money? Richard replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Jack']... ------------------------------------------------------------ Richard say: 'Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.'es Charles say: 'Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.'es Pony say: 'Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.'es Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.
分析：最后的返回結果是Richard返回給Charles，Charles返回給Pony
第一處的res=ask(person_list) 就算執行完了，res得到Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.
然后return給函數外的res，最后打印這句話。