作用域

1.代码中变量名被赋值的位置决定了这个变量名的作用域（即可见范围）。因为变量是在首次赋值的时候定义的。

  • Python将一个变量名首次被赋值的地点关联为一个特定的命名空间

2.变量可以在3个不同的地方定义，对应三种不同的作用域：

  • def内赋值定义的变量：作用域为本函数

    这里的赋值包括显式=赋值和隐式赋值。隐式赋值包括

    • import语句隐式赋值
    • def函数定义来隐式赋值（函数名这个变量）
    • 形参匹配来隐式赋值
  • 嵌套的def中赋值定义的变量：对于父函数来说，该变量不是本地的
  • def之外赋值，作用域为整个文件全局的
    三种作用域

3.作用域法则：

  • 每个模块文件就是一个全局作用域。从外面看，模块的全局变量就成为该模块对象的属性；从内部看，模块的全局变量就是普通的、作用域为全局的变量
  • 全局作用域的范围仅限于变量所在的单个文件
  • 每次调用函数，都创建一个新的局部作用域
  • 默认情况下，所有函数定义内部的变量都是局部变量
    • global语句声明会将变量名作用域提升至全局
    • nonlocal语句声明会将变量名作用域提升至外层的def
  • Python预定义的_builtin_模块提供了一些预定义的内置变量
    作用域法则

4.交互式运行的代码实际上位于__main__的内置模块中
5.变量名查找规则：LGBE

  • 首先查找本地作用域L
  • 接着查找上一层def或lambda的本地作用域E
  • 接着查找全局作用域G
  • 最后查找内置作用域B

如果均未找到变量名则报错。
当前面作用域的变量名覆盖内置的作用域名字时，可以手动import builtins模块，在用builtins.name来直接使用这个变量名。注意不要随意修改builtins模块内变量的值。

  1. a=1
  2. b=2
  3. def func():
  4.     global a,b,c #一个名字或逗号分隔的多个名字，这些变量名被提升到全局作用域内
  5.     a=2
  6.     b=0
  7.     c=0 #虽然c没有在def外定义，但这里的global 和 c=0会在全局作用域内定义c

global用法

7.要在局部作用域中修改全局变量，方法有以下几种：

  • global声明
  • 通过import modname然后利用modname.attr来访问
  • 通过import sys然后利用sys.modules['modname'].attr来访问
    global用法

8.作用域示例：

  1. x='global_x'          #全局作用域
  2. def f1():             
  3.   x='f1_x'            #f1的局部作用域
  4.   z='f1_z'            #f1的局部作用域
  5.   def f2():
  6.     global y      #全局作用域
  7.     y='f2_y'
  8.     print('in f2',x) #LGBE法则，找到的是f1局部作用域中的x
  9.     nonlocal z    #f2的nonlocal作用域，是f1的局部作用域
  10.        z='f2_z'
  11.     t='f2_t'      #f2的本地作用域
  12.   f2()

作用域示例

9.嵌套的函数返回后也是有效的。

  1. def f1():
  2.   x=99
  3.   def f2():
  4.       print(x)
  5.   return f2 # f2是个局部变量，仅在f1执行期间因为新建了局部作用域所以才存在。
  6. action=f1() #f2指向的函数对象，由于action引用它，因此不会被收回。
  7. #但是f2这个位于局部作用域中的变量名被销毁了
  8. action() #此时f1执行结束，但是f2记住了在f1嵌套作用域中的x。这种行为叫闭包

类比闭包在语义上更明确，因为类可以明确定义自己的状态

闭包

10.在函数内部调用一个未定义的函数是可行的，只要在函数调用是，该未定义函数已定义即可。
调用未定义函数

11.嵌套作用域中的变量在嵌套的函数调用时才进行查找，而不是定义时。 、

  1. def func():
  2.     acts=[]
  3.     for i in range(5):
  4.         acts.append(lambda x:i**x) #添加匿名函数对象
  5.     return acts
  6. acts=func()
  7. acts[0](2) #调用时才开始查找i,此时i最后被记住的值是4

嵌套作用域中变量名查找

要解决这个这个陷阱，可以用默认参数：

  1. def func():
  2.     acts=[]
  3.     for i in range(5):
  4.         acts.append(lambda x,i=i:i**x) #每次循环，形参i的默认实参均不同
  5.     return acts
  6. acts=func()
  7. acts[0](2)

12.nonlocal是Python3中引入的。

  1. def func():
  2.   a=0
  3.   b=1
  4.   def func1():
  5.     nonlocal a,b#限定了查找只能在func1所在的作用域（即func的本地作用域），且要求名字a,b已经存在。
  6.     a='a' #对a,b的赋值会影响到func中的a,b
  • 如果没有nonlocal，则在func1中的赋值会创建本地变量，而无法修改func中的局部变量
  • global使得作用域查找先从全局作用域开始，跳过了局部作用域以及nonlocal作用域。
  • Python在函数创建的时候解析nonlocal，而不是在函数调用时，因此要求nonlocal的名字已经存在

13.全局变量、nonlocal变量、类、函数属性都提供了状态保持能力

14.global、nonlocal只是修改了变量作用域（即作用域提升），但是并未给出变量定义
global|nonlocal不是定义