[ python ] 全局和局部作用域变量的引用

全局与局部变量的引用

（a）locals
（b）globals

这里还需要在补充2个关键字一起比较学习，关键字：
（c）nonlocal
（d）global

locals 和 globals

locals: 打印当前可用的变量的字典
    globals: 返回一个描述当前全局变量的字典

提示：locals 是获取当前的可用变量，而 globals 是获取全局的变量

在使用 locals() 和 globals() 会出现以下三种表现形式：

（1）当locals 和 globals 都在全局作用域的时候，获取的可用环境变量是一致的

print(globals() == locals())
print(locals())
print(globals())

# 执行结果：
# True
# {'__cached__': None, '__doc__': None, ......}
# {'__cached__': None, '__doc__': None, ......}

分析：
    locals 和 globals 都在全局作用域中时，二者获取到的变量是一致的。

（2）当 locals 在局部作用域中，而 globals 在全局作用域中

def func():
    name = 'jay'
    print(locals())

func()
print(globals())
print('name' in globals())

# 执行结果：
# {'name': 'jay'}
# {'__file__': 'E:/learn_python/day15-1/test4.py', '__name__': '__main__', 'func': <function func at 0x0000019865D57268>}
# False

分析：
    当 locals 在局部作用域中，而 globals 在全局作用域中时：
        locals 获取的仅仅是当前局部作用域中的变量，例如：{'name': 'jay'}；
        globals 依然是获取全局变量；
        全局变量无法获取局部作用域中的变量，反之亦然，二者是相互独立的，但是全局变量可以获取在全局定义的函数、类、变量等；

（3）locals 和 globals 都在局部作用域中

def func():
    name = 'jay'
    age = 20
    print(locals())
    print(globals())
    print('name' in globals())

func()

# 执行结果：
# {'age': 20, 'name': 'jay'}
# {'func': <function func at 0x0000024665227268>, '__name__': '__main__'......}
# False

分析：
    locals 和 globals 都在局部作用域中
        locals 获取的仅仅是当前局部作用域中的变量，例如：{'name': 'jay'}；
        globals 依然是获取全局变量；
        全局变量无法获取局部作用域中的变量，反之亦然，二者是相互独立的，但是全局变量可以获取在全局定义的函数、类、变量等；

总结：

locals 和 globals 内置函数
    
    locals 是获取当前环境可用的变量，如果 locals 在全局作用域中调用，获取的就是全局作用域中的变量，如果在局部作用域中调用，获取的就是局部作用域中的变量
    globals 是获取全局环境中可用的变量，无论 globals是在全局中还是在局部中调用，获取到的一定是全局作用域中的变量，且 globals 和 locals 是相互独立的存在

接下来，在分析下 nonlocal 和 global 的使用

要记住在 python 中引用变量的顺序：
    当前作用域局部变量 --> 外层作用域变量 --> 当前模块中的全局变量 --> python内置变量

global 的使用

global关键字用来在函数或者其他局部作用域中使用全局变量，但是如果不修改全局变量是可以不实用global关键字

（1）仅仅只是查看使用全局变量，不做任何修改

name = 'hkey'

def func():
    print('局部变量 name:', name)	# 根据pyton引用变量的顺序，在全局作用域中找到了 name 变量

func()
print('全局变量 name:', name)

# 执行结果：
# 局部变量 name: hkey
# 全局变量 name: hkey

（2）获取全局变量，并修改全局变量

name = 'hkey'

def func():
    global name # 通过 global 关键字获取全局变量 name
    name = 'jay'    # 因为上面有 global 获取换全局变量 name 所有这里对全局变量 name 进行操作

func()
print('name:', name)

# 执行结果：
# name: jay

（3）全局变量和局部变量同名的表现形式

name = 'hkey'

def func():
    name = 'jay'    # 在局部作用域中直接定义了 name 变量，因此在局部获取 name 变量的时候，根据引用顺序，直接就从局部获取
    print('局部变量 name: ', name)

func()
print('全局变量 name:', name)   # 全局变量未更改

# 执行结果：
# 局部变量 name:  jay
# 全局变量 name: hkey

global 总结：
    global 是用来在局部作用域中引用python全局变量的
        a. 当局部仅仅只是查看使用，可直接调用全局中的变量
        b. 当局部需要修改全局变量，则需要使用 global 来获取全局变量
        c. 定义局部变量的时候，应该尽量变量和全局变量重名

nonlocal 的使用

nonlocal关键字用来在函数或其他作用域中使用外层（非全局）变量，nonlocal是无法获取全局变量的

（1）仅仅只是查看使用外层（非全局）变量，不做任何修改

def func():
    name = 'hkey'
    def foo():
        print('函数foo 局部变量 name:', name)	# 根据 python 引用变量的原则，不修改变量时可以直接获取
    return foo

f = func()
f()

# 执行结果：
# 函数foo 局部变量 name: hkey

（2）获取外层（非全局）变量，并修改外层（非全局）变量

def func():
    name = 'hkey'
    def foo():
        nonlocal name   # 使用 nonlocal 关键字，获取外层（非全局）变量
        name = 'jay'    # 修改外层（非全局）变量
        print('函数foo 局部变量 name:', name)
    return foo

f = func()
f()

# 执行结果：
# 函数foo 局部变量 name: jay

nonlocal 总结：
    仅仅只能获取外层（非全局）变量，获取全局变量会报错

总结

globals() 和 locals()：
    （1）二者都是 python 内置函数
    （2）globals 无论在全局还是局部都是用来获取全局变量的，而 locals 会随着作用域的不同获取不同作用域的变量

global 和 nonlocal 是 python 内部关键字，
    global 是用来在局部作用域获取全局变量的
    nonlocal 是用来在局部获取外层（非全局）变量，二者是不同的。