python 变量作用域、闭包

先看一个问题：

　　下面代码输出的结果是0，换句话说，这个fucn2虽然已经用global声明了variable1，但还是没有改变变量的值

def func1():
    variable1=0
    def func2():
        global variable1
        variable1=2
    func2()
    print(variable1)
if __name__=="__main__":
    func1()

#下面这段代码也是输出0
variable1=0
def func1():
    variable1=0
    def func2():
        global variable1
        variable1=2
    func2()
    print(variable1)
if __name__=="__main__":
    func1()

　　下面代码的输出结果是2，这个global起作用了

variable1=0
def func1():
    # variable1=0
    def func2():
        global variable1
        variable1=2
    func2()
    print(variable1)
if __name__=="__main__":
    func1()

　　

变量作用域涉及到的知识：

参考链接：https://www.jianshu.com/p/3bb277c2935c

　   python中变量作用域的分类：

　　python中的变量作用域一共有四种

• 局部作用域（L:Local)

局部变量是指在函数内部定义并使用的变量，它只在函数内部有效。离开函数之后就不能再访问局部变量了，否则解释器会抛出 NameError 错误。

• 闭包函数外的函数中（E：Enclosing）

闭包的定义：如果在一个内部函数里，对在外部函数内（但不是在全局作用域）的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包(closure)

• 全局作用域（G:Global）

和局部变量相对应，全局变量指的是能作用于函数内外的变量，即全局变量既可以在各个函数的外部使用，也可以在各函数内部使用。

定义的方式有两种：在函数体外定义的变量，一定是全局变量；在函数体内定义全局变量。即使用 global 关键字对变量进行修饰后，该变量就会变为全局变量。

• 内建作用域（B:Built-in)

变量作用域中的一些规则

　　在不同的变量作用域中查找变量的顺序

　　以 L --> E --> G -->B 的规则查找，即：在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内建中找。

　　所以python中对变量的命名没有关键字冲突，但是会出现这样的情况，在重复的变量的作用域中

>>> str(2)
'2'
>>> str=5
>>> str
5
>>> str(2)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'int' object is not callable
>>>

　　

　　另外这样的查找顺序还可能会带来另一个问题：全局变量和局部变量的遮蔽现象（同名的时候喽）

　　全局变量默认可以在所有函数内被访问，但如果在函数中定义了与全局变量同名的变量，此时就会发生局部变量遮蔽（hide）全局变量的情形

var = 1
def fun():
    print var
    var = 200
print fun()

#file2.py
var = 1
def fun():
    var = var + 1
    return var
print fun()
# 这两个函数都会报错UnboundLocalError: local variable 'var' referenced before assignment

　　因为在函数的内部，解释器探测到var被重新赋值了，所以var成为了局部变量，但是在没有被赋值之前就想使用var，便会出现这个错误。解决的方法是在函数内部添加 globals var 但运行函数后全局的var也会被修改。

 

　　python能够改变变量作用域的代码段是def、class、lamda.其他如: if/elif/else/ try/except for/while并不能改变其作用域。定义在他们之内的变量，外部还是可以访问。

>>> if True:
...     a = 'I am A'
... 
>>> a
'I am A'
# 定义在if语言中的变量a，外部还是可以访问的。
# 但是需要注意如果if被 def/class/lambda 包裹，在内部赋值，就变成了此 函数/类/lambda 的局部作用域。

　　在 def/class/lambda内进行赋值，就变成了其局部的作用域，局部作用域会覆盖全局作用域，但不会影响全局作用域。

 

闭包

　　

　　闭包的定义：如果在一个内部函数里，对在外部函数内（但不是在全局作用域）的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包(closure)

　　在最开始的问题中，访问 func1中的variable1的func2就是一个闭包，Python3有个关键字nonlocal可以解决这个问题，但在Python2中还是不要尝试修改闭包中的变量。

def func1():
    variable1=0
    def func2():
        nonlocal variable1#这样就好了
        variable1=2
    func2()
    print(variable1)
if __name__=="__main__":
    func1()

　　关于闭包中还有一个坑：

from functools import wraps

def wrapper(log):
    def external(F):
        @wraps(F)
        def internal(**kw):
            if False:
                log = 'modified'
            print log
        return internal
    return external

@wrapper('first')
def abc():
    pass

print abc()
#也会出现nameerror：引用在定义之前

　　原因是解释器探测到了 if False 中的重新赋值，根据变量的搜索规则，所以不会去闭包的外部函数（Enclosing）中找变量，但 if Flase 不成立没有执行（所以log赋值就没有执行即没有定义 ），所以便会出现此错误。除非你还需要else: log='var' 或者 if True 但这样添加逻辑语句就没了意义（为什么没有意义呢？)，所以尽量不要修改闭包中的变量

　　

获取指定作用域范围中的变量

　　参考链接：http://c.biancheng.net/view/2259.html

　　不管是在函数的局部范围内还是在全局范围内，都可能存在多个变量，每个变量“持有”该变量的值。从这个角度来看，不管是局部范围还是全局范围，这些变量和它们的值就像一个“看不见”的字典，其中变量名就是字典的 key，变量值就是字典的 value。实际上，Python 提供了如下三个工具函数来获取指定范围内的“变量字典”：

1. globals()：该函数返回全局范围内所有变量组成的“变量字典”。
2. locals()：该函数返回当前局部范围内所有变量组成的“变量字典”。
3. vars(object)：获取在指定对象范围内所有变量组成的“变量字典”。如果不传入object 参数，vars() 和 locals() 的作用完全相同。

　　

　　globals() 和 locals() 看似完全不同，但它们实际上也是有联系的，关于这两个函数的区别和联系大致有以下两点：

• locals() 总是获取当前局部范围内所有变量组成的“变量字典”，因此，如果在全局范围内（在函数之外）调用 locals() 函数，同样会获取全局范围内所有变量组成的“变量字典”；而 globals() 无论在哪里执行，总是获取全局范围内所有变量组成的“变量字典”。
• 一般来说，使用 locals() 和 globals() 获取的“变量字典”只应该被访问，不应该被修改。但实际上，不管是使用 globals() 还是使用 locals() 获取的全局范围内的“变量字典”，都可以被修改，而这种修改会真正改变全局变量本身：但通过 locals() 获取的局部范围内的“变量字典”，即使对它修改也不会影响局部变量。