Python——函數入門（三）

一、變數作用域

當程式定義一個變數時，這個變數是有它的作用範圍的，變數的作用範圍稱為變數的作用域。根據變數的位置，分為兩種：

• 局部變數：局部變數就是在函數中定義的變數，包括參數，都是局部變數，局部離開函數後，將不能被訪問。
• 全局變數：不在函數內定義、全局範圍內定義的變數，都是全局變數，全局變數可以在所有函數中被訪問。

在Python中，提供了三個工具函數獲取指定範圍內變數和值組成的字典。

• globals():返回當前作用域全局變數的字典；無論在哪裡使用，都會獲取全局變數。
• locals():返回包含當前範圍的局部變數的字典；當在全局範圍內使用，會獲取全局範圍內所有變數組成的字典。
• vars():當沒有參數時，相當於locals()；有一個參數時，相當於object.__dict__。

使用globals()和locals()獲取全局變數時，不應該被修改，修改會改變全局變數本身。而locals()獲取局部變數時，即使修改了，也不會對局部變數產生影響。

globals()，例：

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

test()
# 列印全局變數 {'__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()
# 列印全局變數 {'__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()
# 列印局部變數 {'b': 2}

print (locals())
# 列印全局變數 {'__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()
# 列印test02()的局部變數 {'k2': 2}

print (vars())
# 列印全局變數 {'__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))
# 列印類的屬性 {'__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__)
# 列印類的屬性 {'__module__': '__main__', 'k1': 1, 'test02': <function test01.test02 at 0x00000000023892F0>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'test01' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'test01' objects>, '__doc__': None}

全局變數雖然可以被所有函數訪問，但是如果在函數內定義了與全局變數同名的變數，就會發生局部變數遮蔽全局變數的情況，例：

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

test()
# 運行成功，列印 1


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

test02()
# 函數內部對不存在的變數賦值，會重新定義新的局部變數，列印 2


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

test03()
# 報錯UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment，由於a=3這段代碼重新定義了局部變數，所以a全局變數被被遮蔽。

二、使用global語句在函數中聲明全局變數　

為了避免在函數中對全局變數賦值，可以通過global語句聲明全局變數。

例：

a = 1
def test():
　　# 聲明a是全局變數，後面的語句將不會重新定義局部變數
　　global a
　　print (a)	# 列印 1
　　# 對全局變數進行賦值    
　　a = 2

test()
# 列印 1

print (a)
# 列印 2　

三、局部函數

前面我們看到的都是全局函數，我們還可以在函數體內定義函數，這稱為局部函數，局部函數在預設情況下，對外部是隱藏的，只能在其封閉函數內有效，如果想在其他作用域中使用局部函數，其封閉函數可以返回局部函數。

例：

# test()函數根據不同的參數，選擇調用不同的局部函數
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))
# 列印 4
print (test(0))
# 列印 0

局部函數的變數也會遮蔽他所在函數的局部變數，例：

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

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

上面的代碼中，由於在test02()函數中重新定義了新的局部變數a，test02()函數中定義的局部變數a遮蔽了他所在函數test01()中的局部變數a，我們可以通過nonlocal語句聲明訪問賦值語句只是訪問該函數所在函數的局部變數。

註意，nonlocal語句只能在嵌套函數中使用，並且在外層函數中必須定義了相關的局部變數，否則會報錯。

例：

def test01():
    a = 1234
    def test02():
            nonlocal a    # 聲明a是test01()的局部變數
            print ('01',a)
            a = 4321    # 改變外層函數局部變數的值
            print ('02',a)
    print ('03',a)
    test02()
    print ('04',a)

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