Python之函数作用域

1、作用域介绍

也叫名称空间

全局名称空间：创建的存储“变量名与值的关系”的空间叫做全局名称空间
局部名称空间：在函数的运行中开辟的临时的空间叫做局部名称空间
内置名称空间：内置名称空间中存放了python解释器为我们提供的名字：input,print,str,list,tuple...它们都是我们熟悉的，拿过来就可以用的方法。

python中的作用域分4种情况：
L：local，局部作用域，即函数中定义的变量；
E：enclosing，嵌套的父级函数的局部作用域，即包含此函数的上级函数的局部作用域，但不是全局的（闭包常见）；
G：globa，全局变量，就是模块级别定义的变量；
B：built-in，系统固定模块里面的变量，比如int, bytearray等。
加载变量的优先级顺序依次是：py 内置作用域>当前模块中的全局（文件从上而下读取）>外层作用域>局部作用域
搜索变量的优先级顺序依次是：作用域局部>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域，也就是LEGB。
当然，local 和 enclosing 是相对的，enclosing 变量相对上层来说也是 local 。

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)  # NameError: name 'i_count' is not defined
    inner()

outer()   # 正常打印：1
print(o_count)  # NameError: name 'o_count' is not defined

'''
解释：
inner 内部 print(o_count)：
    inner 内部没有 o_count 变量，会去上一级（outer 内部）找，找到

outer 内部  print(i_count)：
    虽然 i_count  在 inner内部，但并不会去 inner 内部作用域找，而是找自己 outer 作用域，找不到就一级一级往上

全局 print(o_count)：
    同理 outer 内部 print(i_count)
'''

2、作用域产生

在Python中，只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会引入新的作用域，其它的代码块（如if、try、for等）是不会引入新的作用域的，如下代码：

if 2>1:
    x = 1
print(x)  # 1

这个是没有问题的，if并没有引入一个新的作用域，x仍处在当前作用域中，后面代码可以使用。

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。

3、变量的修改

x=6
def f2():
    print(x)
    x=5
f2()

# 变量是先声明，再引用的
# 错误的原因在于 print(x)，解释器会在局部作用域找，会找到x=5(函数已经加载到内存),但x使用在声明前了,所以报错:
# local variable 'x' referenced before assignment.如何证明找到了x=5呢?简单:注释掉x=5,x=6
# 报错为:name 'x' is not defined
#同理

x=6
def f2():
    x+=1 #local variable 'x' referenced before assignment.  x 使用之前已经被声明了
#x+=1：x = x + 1；x 已经被声明了，x=6，这里等于 6 = 6 + 1，发生报错
f2()

要修改：

x=6

def f2():
    global x # 默认找 local 里的 x，加上 global关键字让他去找外面 global 的 x
    print(x)
    x=5  # 对 global 的 x 进行修改
    
f2()      # 6
print(x)  # 5

4、global关键字

当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字了，当修改的变量是在全局作用域（global作用域）上的，就要使用global先声明一下，代码如下：

count = 10
def outer():
    global count
    print(count) 
    count = 100
    print(count)
outer()
#10
#100

# global 能少用就少用，因为会对全局变量做出修改，影响全局其他地方用这个全局变量

5、nonlocal关键字

global关键字声明的变量必须在全局作用域上，不能嵌套作用域上，当要修改嵌套作用域（enclosing作用域，外层非全局作用域）中的变量怎么办呢，这时就需要nonlocal关键字了

count = 200
def outer():
    count = 10    # enclosing 嵌套作用域
    def inner():
        nonlocal count  # 引用 enclosing 的 count = 10，如果不加，print(count) 会引用 enclosing 的 count = 10
    #global count   # 这里引用最外层的 global 的 count = 200
        count = 20  # 修改 enclosing 的 count
        print(count)
    inner()
    print(count)  # 这里的值不是 outer 的 count ，而是 inner 的 count
outer()
#20
#20

6、小结

（1）变量查找顺序：LEGB，局部作用域>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域；
（2）只有模块、类、及函数才能引入新作用域；
（3）对于一个变量，内部作用域先声明就会覆盖外部变量，不声明直接使用，就会使用外部作用域的变量；
（4）内部作用域要修改外部作用域变量的值时，全局变量要使用global关键字，嵌套作用域变量要使用nonlocal关键字。nonlocal是python3新增的关键字，有了这个关键字，就能完美的实现闭包了。闭包跟装饰器有关系，在装饰器里介绍。