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大家好，我是老馬的程序人生~

變量作用域是Python定義函數(shù)時(shí)需要考慮的重要問題，在此為大家總結(jié)一下。

「1. 內(nèi)嵌函數(shù)」

Python支持內(nèi)嵌函數(shù)（內(nèi)嵌函數(shù)：函數(shù)內(nèi)部又定義一個(gè)完整的函數(shù)）。

【例子】

def outer():
    print('outer函數(shù)在這被調(diào)用')

    def inner():
        print('inner函數(shù)在這被調(diào)用')

    inner()  # 該函數(shù)只能在outer函數(shù)內(nèi)部被調(diào)用


outer()
# outer函數(shù)在這被調(diào)用
# inner函數(shù)在這被調(diào)用

「2. 局部作用域、閉包作用域、全局作用域、內(nèi)置作用域」

【例子】

def foo():
    b = 'hello'

    # Python中可以在函數(shù)內(nèi)部再定義函數(shù)
    def bar():
        c = True
        print(a)
        print(b)
        print(c)

    bar()
    # print(c)  # NameError: name 'c' is not defined



a = 100
# print(b)  # NameError: name 'b' is not defined
foo()

# 100
# hello
# True

上面的代碼能夠順利的執(zhí)行并且打印出100、hello和True，但我們注意到了，在bar()函數(shù)的內(nèi)部并沒有定義a和b兩個(gè)變量，那么a和b是從哪里來的。

我們?cè)谏厦娲a中定義了一個(gè)變量a，這是一個(gè)全局變量（global variable），屬于全局作用域，因?yàn)樗鼪]有定義在任何一個(gè)函數(shù)中。在上面的foo()函數(shù)中我們定義了變量b，這是一個(gè)定義在函數(shù)中的局部變量（local variable），屬于局部作用域，在foo()函數(shù)的外部并不能訪問到它；但對(duì)于foo()函數(shù)內(nèi)部的bar()函數(shù)來說，變量b屬于閉包作用域，在bar()函數(shù)中我們是可以訪問到它的。bar()函數(shù)中的變量c屬于局部作用域，在bar()函數(shù)之外是無法訪問的。

事實(shí)上，Python查找一個(gè)變量時(shí)會(huì)按照“局部作用域”、“閉包作用域”、“全局作用域”和“內(nèi)置作用域”的順序進(jìn)行搜索，前三者我們?cè)谏厦娴拇a中已經(jīng)看到了，所謂的“內(nèi)置作用域”就是Python內(nèi)置的那些標(biāo)識(shí)符，我們之前用過的input、print、int等都屬于內(nèi)置作用域。

「3. 閉包」

閉包是函數(shù)式編程的一個(gè)重要的語法結(jié)構(gòu)，是一種特殊的內(nèi)嵌函數(shù)。

如果在一個(gè)內(nèi)嵌函數(shù)里對(duì)外層非全局作用域的變量進(jìn)行引用，那么內(nèi)部函數(shù)就被認(rèn)為是閉包。

def funX(x):
    def funY(y):
        return x * y
        
    return funY


i = funX(8)
print(type(i))  # <class 'function'>
print(i(5))  # 40

【例子】閉包的返回值通常是函數(shù)。

def make_counter(init):
    counter = [init]

    def inc(): counter[0] += 1

    def dec(): counter[0] -= 1

    def get(): return counter[0]

    def reset(): counter[0] = init

    return inc, dec, get, reset


inc, dec, get, reset = make_counter(0)
inc()
inc()
inc()
print(get())  # 3
dec()
print(get())  # 2
reset()
print(get())  # 0

「4. global和nonlocal關(guān)鍵字」

再看看下面這段代碼，我們希望通過函數(shù)調(diào)用修改全局變量a的值，但實(shí)際上下面的代碼是做不到的。

def foo():
    a = 200
    print(a)


a = 100
foo()
print(a)
# 200
# 100

在調(diào)用foo()函數(shù)后，我們發(fā)現(xiàn)a的值仍然是100，這是因?yàn)楫?dāng)我們?cè)诤瘮?shù)foo()中寫a = 200的時(shí)候，是重新定義了一個(gè)名字為a的局部變量，它跟全局作用域的a并不是同一個(gè)變量，因?yàn)榫植孔饔糜蛑杏辛俗约旱淖兞?code style="overflow-wrap: break-word;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(145, 109, 213);font-weight: bolder;background-image: none;background-position: initial;background-size: initial;background-repeat: initial;background-attachment: initial;background-origin: initial;background-clip: initial;">a，因此foo()函數(shù)不再搜索全局作用域中的a。

如果我們希望在foo()函數(shù)中修改全局作用域中的a，代碼如下所示。

def foo():
    global a
    print(a) 
    a = 200
    print(a) 


a = 100
foo()
print(a) 

# 100
# 200
# 200

我們可以使用global關(guān)鍵字來指示foo()函數(shù)中的變量a來自于全局作用域，如果全局作用域中沒有a，那么下面一行的代碼就會(huì)定義變量a并將其置于全局作用域。

同理，如果我們希望函數(shù)內(nèi)部的函數(shù)能夠修改閉包作用域中的變量，可以使用nonlocal關(guān)鍵字來指示變量來自于閉包作用域。

def outer():
    num = 10

    def inner():
        nonlocal num  # nonlocal關(guān)鍵字聲明
        num = 100
        print(num)

    inner()
    print(num)


outer()

# 100
# 100

小結(jié)：

Python 中，程序的變量并不是在哪個(gè)位置都可以訪問的，訪問權(quán)限決定于這個(gè)變量是在哪里賦值的。

• 定義在函數(shù)內(nèi)部的變量擁有局部作用域（或閉包作用域），該變量稱為局部變量。
• 定義在函數(shù)外部的變量擁有全局作用域，該變量稱為全局變量。
• 局部變量能在其被聲明的函數(shù)內(nèi)部訪問或在其內(nèi)嵌函數(shù)中訪問，而全局變量可以在整個(gè)程序范圍內(nèi)訪問。
• 如果要修改全局作用域中的變量則需要 global 關(guān)鍵字
• 如果要修改閉包作用域中的變量則需要 nonlocal 關(guān)鍵字