函數(shù)的作用域python 函數(shù)的作用域鏈

Python語言中作用域怎么理解？

命名空間是從命名到對象的映射。當(dāng)前命名空間主要是通過 Python 字典實現(xiàn)的，不過通常不關(guān)心具體的實現(xiàn)方式（除非出于性能考慮），以后也有可能會改變其實現(xiàn)方式。以下有一些命名空間的例子：內(nèi)置命名（像 abs() 這樣的函數(shù)，以及內(nèi)置異常名）集，模塊中的全局命名，函數(shù)調(diào)用中的局部命名。某種意義上講對象的屬性集也是一個命名空間。關(guān)于命名空間需要了解的一件很重要的事就是不同命名空間中的命名沒有任何聯(lián)系，例如兩個不同的模塊可能都會定義一個名為 maximize 的函數(shù)而不會發(fā)生混淆－用戶必須以模塊名為前綴來引用它們。

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順便提一句，我稱 Python 中任何一個“.”之后的命名為屬性－－例如，表達(dá)式 z.real 中的 real 是對象 z 的一個屬性。嚴(yán)格來講，從模塊中引用命名是引用屬性：表達(dá)式 modname.funcname 中，modname 是一個模塊對象，funcname 是它的一個屬性。因此，模塊的屬性和模塊中的全局命名有直接的映射關(guān)系：它們共享同一命名空間！[1]

屬性可以是只讀過或?qū)懙?。后一種情況下，可以對屬性賦值。你可以這樣做： modname.the_answer = 42 ?？蓪懙膶傩砸部梢杂?del 語句刪除。例如： del modname.the_answer 會從 modname 對象中刪除 the_answer 屬性。

不同的命名空間在不同的時刻創(chuàng)建，有不同的生存期。包含內(nèi)置命名的命名空間在 Python 解釋器啟動時創(chuàng)建，會一直保留，不被刪除。模塊的全局命名空間在模塊定義被讀入時創(chuàng)建，通常，模塊命名空間也會一直保存到解釋器退出。由解釋器在最高層調(diào)用執(zhí)行的語句，不管它是從腳本文件中讀入還是來自交互式輸入，都是 __main__ 模塊的一部分，所以它們也擁有自己的命名空間（內(nèi)置命名也同樣被包含在一個模塊中，它被稱作 builtins ）。

當(dāng)調(diào)用函數(shù)時，就會為它創(chuàng)建一個局部命名空間，并且在函數(shù)返回或拋出一個并沒有在函數(shù)內(nèi)部處理的異常時被刪除。（實際上，用遺忘來形容到底發(fā)生了什么更為貼切。）當(dāng)然，每個遞歸調(diào)用都有自己的局部命名空間。

作用域就是一個 Python 程序可以直接訪問命名空間的正文區(qū)域。這里的直接訪問意思是一個對名稱的錯誤引用會嘗試在命名空間內(nèi)查找。盡管作用域是靜態(tài)定義，在使用時他們都是動態(tài)的。每次執(zhí)行時，至少有三個命名空間可以直接訪問的作用域嵌套在一起：

python函數(shù)作用域的相關(guān)問題

global i表示聲明一個全局變量i，而函數(shù)A當(dāng)中的i還是第2行定義的局部變量i。第7行輸出的是第2行定義的i，而第10行輸出的是全局變量i。

python跨模塊作用域

python中的作用域分4種情況：

L：local，局部作用域，即函數(shù)中定義的變量；

E：enclosing，嵌套的父級函數(shù)的局部作用域，即包含此函數(shù)的上級函數(shù)的局部作用域，但不是全局的；

G：globa，全局變量，就是模塊級別定義的變量；

B：built-in，系統(tǒng)固定模塊里面的變量，比如int, bytearray等。搜索變量的優(yōu)先級順序依次是：作用域局部外層作用域當(dāng)前模塊中的全局python內(nèi)置作用域，也就是LEGB。

x = int(2.9)? # int built-in

g_count = 0? # global

def outer():

o_count = 1? # enclosing

def inner():

i_count = 2? # local

print(o_count)

# print(i_count) 找不到

inner()

outer()

# print(o_count) #找不到

當(dāng)然，local和enclosing是相對的，enclosing變量相對上層來說也是local。

5.2 作用域產(chǎn)生?

在Python中，只有模塊（module），類（class）以及函數(shù)（def、lambda）才會引入新的作用域，其它的代碼塊（如if、try、for等）是不會引入新的作用域的，如下代碼：

if 21:

x = 1

print(x)? # 1

這個是沒有問題的，if并沒有引入一個新的作用域，x仍處在當(dāng)前作用域中，后面代碼可以使用。

def test():

x = 2

print(x) # NameError: name 'x2' is not defined

def、class、lambda是可以引入新作用域的。?

5.3 變量的修改?

#################

x=6

def f2():

print(x)

x=5

f2()

# 錯誤的原因在于print(x)時,解釋器會在局部作用域找,會找到x=5(函數(shù)已經(jīng)加載到內(nèi)存),但x使用在聲明前了,所以報錯:

# local variable 'x' referenced before assignment.如何證明找到了x=5呢?簡單:注釋掉x=5,x=6

# 報錯為:name 'x' is not defined

#同理

x=6

def f2():

x+=1 #local variable 'x' referenced before assignment.

f2()

5.4 global關(guān)鍵字?

當(dāng)內(nèi)部作用域想修改外部作用域的變量時，就要用到global和nonlocal關(guān)鍵字了，當(dāng)修改的變量是在全局作用域（global作用域）上的，就要使用global先聲明一下，代碼如下：

count = 10

def outer():

global count

print(count)

count = 100

print(count)

outer()

#10

#100

5.5 nonlocal關(guān)鍵字?

global關(guān)鍵字聲明的變量必須在全局作用域上，不能嵌套作用域上，當(dāng)要修改嵌套作用域（enclosing作用域，外層非全局作用域）中的變量怎么辦呢，這時就需要nonlocal關(guān)鍵字了

def outer():

count = 10

def inner():

nonlocal count

count = 20

print(count)

inner()

print(count)

outer()

#20

5.6 小結(jié)?

（1）變量查找順序：LEGB，作用域局部外層作用域當(dāng)前模塊中的全局python內(nèi)置作用域；

（2）只有模塊、類、及函數(shù)才能引入新作用域；

（3）對于一個變量，內(nèi)部作用域先聲明就會覆蓋外部變量，不聲明直接使用，就會使用外部作用域的變量；

（4）內(nèi)部作用域要修改外部作用域變量的值時，全局變量要使用global關(guān)鍵字，嵌套作用域變量要使用nonlocal關(guān)鍵字。nonlocal是python3新增的關(guān)鍵字，有了這個關(guān)鍵字，就能完美的實現(xiàn)閉包了。?

Python其實很簡單第十二章函數(shù)與變量的作用域

在前面已經(jīng)多次提到函數(shù)這個概念，之所以沒有解釋什么是函數(shù)，是因為程序中的函數(shù)和數(shù)學(xué)中的函數(shù)差不多，如input()、range()等都是函數(shù)，這些都是Python的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，直接使用就可以了。根據(jù)需要，用戶也可以自定義函數(shù)。

12.1 函數(shù)

函數(shù)的結(jié)構(gòu)：

def 函數(shù)名(參數(shù))：

函數(shù)體

return 返回值

例如：數(shù)學(xué)中的函數(shù)f(x)=2x+5在Python中可以定義如下：

def f(x):

y=2*x+5

return(y)

如果x取值為3，可以使用如下語句調(diào)用函數(shù)：

f(3)

下面給出完整的程序代碼：

def f(x):

y=2*x+5

return(y)

res=f(3)

print(res)

運行結(jié)果：11

如上例中的x是函數(shù)f(x)的參數(shù)，有時也被稱為形式參數(shù)（簡稱形參），在函數(shù)被調(diào)用時，x被具體的值3替換y就是函數(shù)的返回值，這個值3也被稱為實際參數(shù)（簡稱實參）。

上例中的y是函數(shù)f(x)的返回值。并不是所有的函數(shù)都有參數(shù)和返回值。如下面的函數(shù)：

def func():

print('此為無參數(shù)傳遞、無返回值的函數(shù)')

func()

輸出結(jié)果：此為無參數(shù)傳遞、無返回值的函數(shù)

可以看出，該函數(shù)func()無參數(shù)，故調(diào)用時不用賦給參數(shù)值。

函數(shù)也可以有多個參數(shù)，如f(x,y)=x2+y2，可用Python語言定義如下：

def f(x,y):

z=x**2+y**2

return z

print(f(2,3)) #調(diào)用函數(shù)f(x,y)

輸出結(jié)果：13

也可以通過直接給參數(shù)列表中的參數(shù)賦值的方法，為參數(shù)添加默認(rèn)值，如果用戶賦予參數(shù)值，則按照用戶賦值執(zhí)行，否則使用默認(rèn)值。例如：

def f(x,y=3):

z=x**2+y**2

return z

若調(diào)用時參數(shù)列表為（2,1），即x賦值為2，y賦值為1：

print(f(2,1))

輸出結(jié)果為：5

若調(diào)用時參數(shù)列表為（2），即x賦值為2，y賦值省缺，則y使用默認(rèn)值：

print(f(2))

輸出結(jié)果為：13

回調(diào)函數(shù)，又稱函數(shù)回調(diào)，是將函數(shù)作為另一函數(shù)的參數(shù)。

例如：

def func(fun,m,n):

fun(m,n)

def f_add(m,n):

print('m+n=',m+n)

def f_mult(m,n):

print('m*n=',m*n)

func(f_add,2,3)

func(f_mult,2,3)

輸出結(jié)果：

m+n= 5

m*n= 6

在f_add(m,n)和f_mult(m,n)被定義前，func(fun,m,n)中的fun(m,n)就已經(jīng)調(diào)用了這兩個函數(shù)，即“先調(diào)用后定義”，這也是回調(diào)函數(shù)的特點。

如果無法預(yù)知參數(shù)的個數(shù)，可以在參數(shù)前面加上*號，這種參數(shù)實際上對應(yīng)元組類型。譬如，參會的人數(shù)事先不能確定，只能根據(jù)與會人員名單輸入：

def func(*names):

print('今天與會人員有：')

for name in names:

print(name)

func('張小兵','陳曉梅','李大海','王長江')

運行后，輸出結(jié)果為：

今天與會人員有：

張小兵

陳曉梅

李大海

王長江

參數(shù)為字典類型，需要在參數(shù)前面加上**號。

def func(**kwargs):

for i in kwargs:

print(i,kwargs[i])

func(a='a1',b='b1',c='c1')

輸出結(jié)果為：

a a1

b b1

c c1

一個有趣的實例：

def func(x,y,z,*args,**kwargs):

print(x,y,z)

print(args)

print(kwargs)

func('a','b','c','Python','is easy',py='python',j='java',ph='php')

輸出結(jié)果：

a b c # 前三個實參賦給前三個形參

('Python', 'is easy') # *args接收元組數(shù)據(jù)

{'py': 'python', 'j': 'java', 'ph': 'php'} # **kwargs接收字典數(shù)據(jù)

12.2 變量的作用域

變量的作用域即變量的有效范圍，可分為全局變量和局部變量。

局部變量

在函數(shù)中定義的變量就是局部變量，局部變量的作用域僅限于函數(shù)內(nèi)部使用。

全局變量

在主程序中定義的變量就是全局變量，但在函數(shù)中用關(guān)鍵字global修飾的變量也可以當(dāng)做全局變量來使用。

全局變量的作用域是整個程序，也就是說，全局變量可以在整個程序中可以訪問。

下面通過實例去討論：

程序1：

a=1 # a為全局變量

def a_add():

print('a的初值：',a) # 在函數(shù)中讀取a的值

a_add() # 調(diào)用函數(shù)a_add()

a+=1 # 主程序語句，a增加1

print('a現(xiàn)在的值是：',a) # 主程序語句，讀取a的值

運行結(jié)果：

a的初值： 1

a現(xiàn)在的值是： 2

這個結(jié)果和我們想象的一樣，全局變量a既可以在主程序中讀取，也可以在子程序（函數(shù)）中讀取。

程序2：

a=1

def a_add():

a+=1

print('a的初值：',a)

a_add()

print('a現(xiàn)在的值是：',a)

運行程序1時出現(xiàn)如下錯誤提示：

UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

意思是：局部變量'a'在賦值之前被引用。

從語法上來講，該程序沒有錯誤。首先定義了一個全局變量a并賦值為1，又定義了一個函數(shù)a_add()，函數(shù)內(nèi)的語句a+=1就是出錯的根源，雖然我們的初衷是想讓全局變量a的值增加1，但從錯誤提示看，這個語句中的a并不是全局變量，而是局部變量?？磥恚诤瘮?shù)中讀取全局變量的值是沒有問題的（在程序1中已經(jīng)得到了驗證），但要在函數(shù)中改變?nèi)肿兞康闹凳遣恍械模ㄔ诔绦?的錯誤提示a+=1中的a 是局部變量，而非全局變量）。

怎樣解決這個問題？

程序3：

a=1

def a_add(x):

x+=1

return x

print('a的初值：',a)

a=a_add(a)

print('a現(xiàn)在的值是：',a)

運行結(jié)果：

a的初值： 1

a現(xiàn)在的值是： 2

結(jié)果的確是正確的，但在函數(shù)a_add(x)中沒有調(diào)用變量a（沒有出現(xiàn)變量a）。

程序4：

a=1

def a_add(a):

a+=1

return a

print('a的初值：',a)

a=a_add(a)

print('a現(xiàn)在的值是：',a)

運行結(jié)果：

a的初值： 1

a現(xiàn)在的值是： 2

對比程序4和程序3不難發(fā)現(xiàn)，其實程序4只是簡單的把函數(shù)的參數(shù)x變成了a，這個a的實質(zhì)和程序3中的x還是一樣的。這進一步證實，函數(shù)中的a是局部變量，與主程序的全局變量a有著本質(zhì)的區(qū)別。

程序5：

a=1

def a_add():

global a

a+=1

print('a的初值：',a)

a_add()

print('a現(xiàn)在的值是：',a)

運行結(jié)果：

a的初值： 1

a現(xiàn)在的值是： 2

程序5和程序2相比較，僅僅是在函數(shù)中添加了一個定義“global a”，此時的局部變量a就可以當(dāng)做全局變量使用，由于它和全局變量a同名，自然也就不用區(qū)分a究竟是全局變量還是局部變量了，在主程序和該函數(shù)內(nèi)都可以訪問、修改變量a的值了。

雖然使用global可使變量使用起來非常方便，但也容易引起混淆，故在使用過程中還是謹(jǐn)慎為好。

12.3 函數(shù)的遞歸與嵌套

遞歸，就是函數(shù)調(diào)用它自身。遞歸必須設(shè)置停止條件，否則函數(shù)將無法終止，形成死循環(huán)。

以計算階乘為例：

def func(n):

if n==1:

return 1

else:

return n*func(n-1) #func( )調(diào)用func( )

print(func(5))

運行結(jié)果為：120

嵌套，指在函數(shù)中調(diào)用另外的函數(shù)。這是程序中常見的一種結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。

匿名函數(shù)

Python中可以在參數(shù)前加上關(guān)鍵字lambda定義一個匿名函數(shù)，這樣的函數(shù)一般都屬于“一次性”的。

例如：

程序1：這是一個常規(guī)的函數(shù)定義和調(diào)用。

def f_add(x,y):

return x+y

print(f_add(2,3))

輸出結(jié)果：5

程序2：使用lambda定義匿名函數(shù)。

f_add=lambda x,y:x+y

print(f_add(2,3))

輸出結(jié)果：5

從上面的代碼可以看出，使用lambda僅僅減少了一行代碼。f_add=lambda x,y:x+y中的f_add不是變量名，而是函數(shù)名。程序1和程序2的print( )語句中的參數(shù)都是一樣的——調(diào)用函數(shù)f_add( )。所以，匿名函數(shù)并沒有太多的優(yōu)點。

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