以下,以Python 3来介绍作用域相关的内容。
python 作用域分类
Python有四类作用域(Scope)。
- 局部(Local)作用域)
- 封闭(Enclosing)作用域(例如函数内部)
- 全局(Global)作用域
- 内置(Built-in)作用域
LEGB规则
在作用域中按名称去寻找对象(Python中一切皆对象)时,会按照LEGB规则去查找。 如果发生重名,也会按照LEGB规则,谁先被找到就用谁。
所谓LEGB规则,很简单,就是作用域查找顺序为:
Local -> Enclosing -> Global -> Built-in
以下,用示例代码来解释LEGB作用域,及其规则。
len = len([]) # (1)
def a():
len = 1 # (2)
def b():
len = 2 # (3)
print(len) # (4)
b()
a()
len原本是Python的一个内置函数,在以上代码中被重新定义了三次。
在(1)中,右边的len([]),就是内置的len函数。 而左边的len =,则是新定义的全局变量,值为0。
在(2)中,又重新定义了len = 1。 这里是函数a的本地作用域,而对嵌套的函数b来说,则是Enclosing作用域。
在(3)中,再次重新定义了len = 2。 这是函数b的本地作用域。
在(4)中,打印len时,遵循LEGB规则,会打印Local的2。 如果没有(3),会打印Enclosing,也就是函数a里的1。 如果没有(2),会打印Global里的0。 如果没有(1),会打印< built-in function len >。
Python没有块级作用域(与其它语言不同点)
Python里是没有块级作用域(Block scope)的。以下述代码为例:
for i in range(10):
pass
print(i)
以上代码会打印出9。
这里是一个比较糟糕的设计。 如果有块级作用域,那么在for块结束后,就不应该能访问i。 而现在,会得到i的最后一个值。
更糟糕的是,如果range()里是0,那么for循环会直接退出。 这时再print(i),结果就是:
NameError: name ‘i’ is not defined
所以,虽然Python没有块级作用域,但是建议就当它有。 不要在代码块以外,使用代码块内定义的东西。
关键词global
前面只是谈及跨作用域的读取,还没谈及跨作用域的写入。
i = 0
def a():
i = 1
print('local:', i)
a()
print('global:', i)
以上代码的输出结果为:
local: 1
global: 0
也就是说,a函数里的i = 1,是定义一个新的局部变量,而非对全局变量的修改。
如果需要对全局变量i进行修改,则需要使用Python的global关键字。代码修改如下:
i = 0
def a():
global i
i = 1
print('local:', i)
a()
print('global:', i)
以上代码输出结果为:
local: 1
global: 1
关键词nonlocal
修改Global变量的问题,可以用global关键字来解决; 修改Enclosing变量的问题,就需要使用nonlocal关键字。
i = 0
def a():
i = 1
def b():
nonlocal i
i = 2
b()
print(i)
a()
以上代码的输出结果为2,这就是nonlocal的功效。
nonlocal不能代替global。 如果在上述代码的函数a中,就只能使用global。 因为,外层就是Global作用域了。
在多重嵌套中,nonlocal只会上溯一层; 而如果上一层没有,则会继续上溯。
def a():
i = 1
def b():
# i = 2
def c():
nonlocal i
i = 3
c()
print('b:', i)
b()
print('a:', i)
a()
以上代码输出结果:
b: 3
a: 3
因为函数b中没有i,所以nonlocal上溯到了函数a中。
(注意:如果a中也没有,就回到了Global作用域,nonlocal会报错。)
如果以上代码中,函数b里的注释# i = 2去掉,则输出变为:
b: 3
a: 1
因为nonlocal只会上溯一层,到函数b,所以函数a中的i没有被修改。