Python——函数入门（三）

一、变量作用域

当程序定义一个变量时，这个变量是有它的作用范围的，变量的作用范围称为变量的作用域。根据变量的位置，分为两种：

• 局部变量：局部变量就是在函数中定义的变量，包括参数，都是局部变量，局部离开函数后，将不能被访问。
• 全局变量：不在函数内定义、全局范围内定义的变量，都是全局变量，全局变量可以在所有函数中被访问。

在Python中，提供了三个工具函数获取指定范围内变量和值组成的字典。

• globals():返回当前作用域全局变量的字典；无论在哪里使用，都会获取全局变量。
• locals():返回包含当前范围的局部变量的字典；当在全局范围内使用，会获取全局范围内所有变量组成的字典。
• vars():当没有参数时，相当于locals()；有一个参数时，相当于object.__dict__。

使用globals()和locals()获取全局变量时，不应该被修改，修改会改变全局变量本身。而locals()获取局部变量时，即使修改了，也不会对局部变量产生影响。

globals()，例：

a = 1
def test():
　　b = 2
　　print (globals())

test()
# 打印全局变量 {'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'a': 1, 'test': <function test at 0x0000000002EAC1E0>}

globals()
# 打印全局变量 {'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'a': 1, 'test': <function test at 0x0000000002EAC1E0>}

　　

locals()，例：

a = 1
def test():
	b = 2
	print (locals())

test()
# 打印局部变量 {'b': 2}

print (locals())
# 打印全局变量 {'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'a': 1, 'test': <function test at 0x0000000002EAC1E0>}　　

vars()，例：

class test01:
	k1 = 1
	def test02():
		k2 = 2
		print (vars())
k3 = 3

test01.test02()
# 打印test02()的局部变量 {'k2': 2}

print (vars())
# 打印全局变量 {'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'test01': <class '__main__.test01'>, 'k3': 3}

print (vars(test01))
# 打印类的属性 {'__module__': '__main__', 'k1': 1, 'test02': <function test01.test02 at 0x00000000023892F0>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'test01' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'test01' objects>, '__doc__': None}

print (test01.__dict__)
# 打印类的属性 {'__module__': '__main__', 'k1': 1, 'test02': <function test01.test02 at 0x00000000023892F0>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'test01' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'test01' objects>, '__doc__': None}

　

全局变量虽然可以被所有函数访问，但是如果在函数内定义了与全局变量同名的变量，就会发生局部变量遮蔽全局变量的情况，例：

a = 1
def test():
	print (a)

test()
# 运行成功，打印 1

def test02():
	a = 2
	print (a)

test02()
# 函数内部对不存在的变量赋值，会重新定义新的局部变量，打印 2

def test03():
	print (a)
	a = 3

test03()
# 报错UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment，由于a=3这段代码重新定义了局部变量，所以a全局变量被遮蔽。

　

二、使用global语句在函数中声明全局变量　

为了避免在函数中对全局变量赋值，可以通过global语句声明全局变量。

例：

a = 1
def test():
　　# 声明a是全局变量，后面的语句将不会重新定义局部变量
　　global a
　　print (a)	# 打印 1
　　# 对全局变量进行赋值
　　a = 2

test()
# 打印 1

print (a)
# 打印 2　

三、局部函数

前面我们看到的都是全局函数，我们还可以在函数体内定义函数，这称为局部函数，局部函数在默认情况下，对外部是隐藏的，只能在其封闭函数内有效，如果想在其他作用域中使用局部函数，其封闭函数可以返回局部函数。

例：

# test()函数根据不同的参数，选择调用不同的局部函数
def test(x):
    def a(x):
            return x * x
    def b(x):
            return x
    if x != 0:
            return a(x)
    else:
            return b(x)

print (test(2))
# 打印 4
print (test(0))
# 打印 0

　　

局部函数的变量也会遮蔽他所在函数的局部变量，例：

def test01():
    a = 1234
    def test02():
            print (a)
            a = 4321
    test02()

test01()
# 报错 UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment　　

上面的代码中，由于在test02()函数中重新定义了新的局部变量a，test02()函数中定义的局部变量a遮蔽了他所在函数test01()中的局部变量a，我们可以通过nonlocal语句声明访问赋值语句只是访问该函数所在函数的局部变量。

注意，nonlocal语句只能在嵌套函数中使用，并且在外层函数中必须定义了相关的局部变量，否则会报错。

例：

def test01():
    a = 1234
    def test02():
            nonlocal a    # 声明a是test01()的局部变量
            print ('01',a)
            a = 4321    # 改变外层函数局部变量的值
            print ('02',a)
    print ('03',a)
    test02()
    print ('04',a)

test01()
# 打印
# 03 1234
# 01 1234
# 02 4321
# 04 4321