Python变量, 2023-03-20

(2023.03.20 Mon)
Python变量有四种作用域(scope)，按覆盖范围从小到大依次是

• local
• enclosing
• global
• built-in

Local scope
创建于函数中的变量，只在函数范围内有效，而函数外使用时将无效。该变量属于函数的局部作用域(local scope)。
Enclosing scope
enclosing作用域发生在有嵌入式函数的场合。嵌入式函数至少有一个内部函数和外部函数(outside function)。当一个变量在外部函数中定义，则该变量在函数的enclosing作用域。在enclosing作用域的变量对内部函数和外部函数同时可见。
例子

def foo():
  scope = "enclosed"
  def func():
    print(scope)
  func()

调用

>> foo()
enclosed

这里我们引入一个关键字nonlocal，该关键字用于enclosing scope中内部函数修改enclosing变量使用。
例子

def out():
    a = 10
    def inside():
        nonlocal a
        print(f"enclosing variable in the internal function before update: {a}")
        a += 99
        print(f"enclosing variable in the internal function: {a}")
    inside()
    print(f"enclosing variable after update by nonlocal keyword: {a}")

返回

>> out()
enclosing variable in the internal function before update: 10
enclosing variable in the internal function: 109
enclosing variable after update by nonlocal keyword: 109

Global scope
global variable在全局作用域(global scope)中声明(declare)的变量，可以被整个程序使用。可在函数作用域的内、外使用使用全局变量。典型的，全局变量在Python代码中、函数外声明。声明时可加入关键字global，也可不加。在函数中调用全局变量，不可修改，修改全局变量前需要声明该全局变量。
例子

name = "abc"
def foo():
    print("Name inside foo() is ", name)
foo()
print("Name outside foo() is :", name)

返回

Name inside foo() is  abc
Name outside foo() is : abc

但是如果在函数内部修改调用的全局变量，则返回错误UnboundLocalError

global x
x = 5
def test():
    x += 1
    return x

调用

>> test()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in test
UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

如果在修改前声明其为全局变量，则可以修改

global x
x = 5
def test1():
    global x
    x += 1
    return x

调用

>> test1()
6

Built-in scope
内置作用域是python中可用范围最广的作用域，包括关键词(keywords)，函数，异常(exceptions)，以及python内置的其他属性(attributes)。内置作用域中的名字在python代码中均可使用，他们在python程序/脚本运行时自动加载。
例子

>> id('a')
140275629228912

全局变量Global Variable

全局变量可在函数外定义，是在函数内外都可访问的变量。

需要注意的是，Python中全局变量的作用域为module内部/文件内部，即跨文件的全局变量无法互相访问(?)。互相访问可能会产生循环依赖问题(circular import)。

解决方案是将全局变量保存在一个独立的文件中，caller从该文件中import，可避免circular import 问题。例，创建变量config.py用于保存全局变量

# config.py
a = 1
b = 'string'

在另一个Python脚本中调用全局变量

# test.py
import config
print(config.a)
print(config.b)

运行

>> python test.py
1
string

Reference

1 stackoverflow
2 知乎
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