Python标准库--Scope

本文和大家分享的主要是python 的标准库Scope相关内容，一起来看看吧，希望对大家 学习python有所帮助。

　　1  模块简介

　　你一定在很多计算机科学课程上听说过作用域。它很重要，如果你不理解它的工作原理，那么就会出现一些令人困惑的错误。作用域最基本的功能就是告诉编译器一个变量什么时候是可见的。也就是说，作用域定义了你使用变量的时间和范围。当你尝试使用一些不在当前作用域的变量时，你就会得到NameError 。

　　Python 有三类作用域：

　　·  局部作用域；

　　·  全局作用域；

　　·  非局部作用域（ Python 3  中新增）；

　　2  模块使用

　　2.1  局部作用域

　　局部作用域是Python 中使用最多的作用域。当你在一段代码块中创建一个变量，它将会在最近的作用域中使用。所有的作用域组成的集合就是代码块环境。也就是说，默认是在局部作用域中处理所有的任务。如果你想要不同的作用域，那么你需要将变量设置为全局作用域或非局部作用域。

　　现在，我们使用Python 的解释器创建一个简单的例子，来展示局部作用域任务。

　　>>> x = 10>>> def my_func(a,b):...    print(x)...    print(z)... >>> my_func(1,2)10

　　Traceback (most recent call last):

　　File "", line 1, in

　　File "", line 3, in my_func

　　NameError: global name 'z' is not defined

　　这里，我们创建了变量x 以及一个入参为两个参数的简单函数。它将会打印 x 和 z 。请记住，我们还没有定义 z ，所以当我们调用这个函数时，我们将会获得 NameError 。这是因为 z 还没有定义或者它在作用域外部。如果你在调用函数之前定义 z ，那么就会发现 z ，你就不会获得 NameError 。

　　如果你尝试访问函数内部的变量，那么你也会获得NameError 。

　　>>> def my_func(a,b):...    i = 2...    print(x)... >>> if __name__ == "__main__":...    x = 10...    my_func(1,2)...    print(i)... 10

　　Traceback (most recent call last):

　　File "", line 4, in

　　NameError: name 'i' is not defined

　　变量i 仅仅在函数内部定义，所以当你运行这段代码时，你将会得到 NameError 。

　　我们稍微修改一下上面的代码，将下面的代码存储到文件中，并运行。

　　def my_func(a,b):

　　x = 5

　　print(x)

　　if __name__ == "__main__":

　　x = 10

　　my_func(1,2)

　　print(x)

　　你认为将会发生什么？10 打印两次？实际上并不是。原因就是我们现在有两个 x 变量。 my_func 函数中的变量 x 是局部函数作用域，它将会覆盖函数外部的变量 x 。当我们调用 my_func 函数时，我们打印 5 而非 10 。当函数返回时， my_func 函数中的变量 x 会被回收，函数外的变量 x 将会起作用，这就是为什么最后一行语句打印出 10 。

　　如果你想了解具体的技巧，你可以在函数中的赋值语句前打印x ，如下所示，

　　>>> def my_func(a,b):...    print(x)...    x = 5...    print(x)... >>> if __name__ == "__main__":...    x = 10...    my_func(1,2)...    print(x)

　　当你运行这段代码时，你将会得到如下的异常，

　　Traceback (most recent call last):

　　File "", line 3, in <module>

　　File "", line 2, in my_func

　　UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

　　这个异常发生，是因为Python 提示你在 my_func 函数中后赋值给 x ，由于 x 还没有定义，因此它抛出异常。

　　2.2  全局作用域

　　Python 包括 global 语句。它是 Python 的一个关键字。 global 语句定义了这个变量可以在随后的代码块中作为变量使用。虽然你可以在声明全局之前创建一个名称，但这是非常不鼓励的。让我们尝试使用 global 来修复上一个例子抛出的异常：

　　def my_func(a,b):

　　global x

　　print(x)

　　x = 5

　　print(x)

　　if __name__ == "__main__":

　　x = 10

　　my_func(1,2)

　　print(x)

　　这段代码的输出是，

　　通过将x 定义为全局变量，我们告诉 Pyton 在函数中第一个打印函数中首先使用第一个定义的 x 。然后我们给 x 赋予新值 5 ，在退出函数前再次打印。你将会注意到现在 x 是全局变量，当我们到达代码块的最后一个输出语句时， x 依然是 5 。

　　让我们混合使用global 和 local 来做一些有意思的事情，

　　def my_func(a,b):

　　global c

　　b,a = a,b

　　d = 'Mike'

　　print(a,b,c,d)

　　a , b , c , d = 1 , 2 , 'c is global' , 4

　　my_func(a,b)

　　print(a , b , c , d)

　　在这里，我们将变量c 设置为全局变量。这个将会导致在函数内部和外部， c 都会输出相同的值。我们在函数内部交换变量 a 和 b ，可以显示出我们在函数内部对其进行了交换，但是在函数外部，并没有修改二者。这也显示出变量 a 和 b 并不是全局变量，你应该可以看到如下的输出结果：

　　(2, 1, 'c is global', 'Mike')

　　(1, 2, 'c is global', 4)

　　我在此想提醒你不要在函数内部修改全局变量。这在Python 社区中是一个不好的例子，它也会导致调试更加困难。

　　现在，我们已经理解了局部和全局变量，下面我们将要了解非局部变量。

　　2.3  非局部作用域

　　Python 3 新增了一个关键词 --nonlocal 。关键词 nonlocal 增加了一个作用域用于覆盖内部作用域。你可以阅读 PEP 3104 。下面一段代码可以很好的解释非局部作用域。最常见的例子就是创建一个自增函数，

　　def counter():

　　num = 0

　　def incrementer():

　　num += 1

　　return num

　　return incrementer

　　如果你运行这段代码，你将会得到UnboundLocalError 这个错误，因为变量 num 在内部函数中在赋值之前引用。让我们增加局部作用域，

　　>>> def counter():...    num = 0...    def incrementer():...        nonlocal num...        num += 1...        return num...   return incrementer... >>> >>> c = counter()>>> c

　　<function counter..incrementer at 0x7f67735ffea0>>>> c()1>>> c()2>>> c()3

　　现在我们定义的自增函数已按照我们期望开始工作。这种类型的函数被称为closure （闭包）。闭包就是一个将非局部变量封装起来的代码块。闭包背后的思想就是你可以在函数外部引用这些变量。

　　nonlocal 允许你将变量分配到作用域外，但不是全局作用域。你不能在 counter 函数中使用 nonlocal ，因为它尝试着将其分配到全局作用域。你可以尝试一下，你将会得到 SyntaxError 。所以你必须在嵌套函数中使用 nonlocal 。

　　2.4  总结

　　在本文中，我们了解了通过Python 关键词 global 和 nonlocal 来修改变量的引用方式。我们学习了在哪里使用以及为什么。我们也学习了局部作用域。

来源： 博客园