python 中使用 global 引发了莫名其妙的问题

哪里出问题了

　　python 中，使用 global 会将全局变量设为本函数可用。同时，在函数内部访问变量会先本地再全局。

　　在嵌套函数中，使用 global 会产生不合常理的行为。

　　上代码：

In [96]: def x():
    b = 12
    def y():
        global a,b
        a = 1
        b = 2
    y()
    print "b =",b
   ....:     

In [97]: a = 111

In [98]: del b

In [99]: x()
b = 12

In [100]: a
Out[100]: 1

In [101]: b
Out[101]: 2

　　而在函数 x() 中，没有用 global，此时的b使用本地。所以 print 会打印本地 b

　　为什么会打印 12 ？还有 In[101]的 b 为 2 该怎么解释?

　　

　　y()，使用的 global 竟然没把 x() 的 b = 12 导进来。

　　在函数 y() 中，语句  global a,b  使a，b扩展为全局，所以，在最高层，就算没有 b（In[98]），也会产生 b（In[101]）。

　　

　　也就是说， global a,b ,会认为 a 和 b 是最外层的变量。

　　再试一下：

 　　

In [102]: def x():
    b = 12
    def y():
        global a,b
        a = 1
    y()      
    print "b =",b
   .....:     

In [103]: a = 111

In [104]: del b

In [105]: x()
b = 12

In [106]: a
Out[106]: 1

In [107]: b
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-107-3b5d5c371295> in <module>()
----> 1 b

NameError: name 'b' is not defined

　　

　　报错了！ y() global b 后没赋值，顶层就没有 b。这说明，global 只是引入名称，并不做赋值等操作。

　　global 不会管变量存不存在，只导入名称，对该名称的操作会反应到 ‘最高层名称空间‘。

　　再来：

　　

In [109]: a = 111

In [110]: del b
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-110-745f2abe7045> in <module>()
----> 1 del b

NameError: name 'b' is not defined

In [111]: def x():
    b = 12
    def y():
        global a,b
        a = 1
        print b
    y()
    print "b =",b
   .....:     

In [112]: x()
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-112-7354d77c61ac> in <module>()
----> 1 x()

<ipython-input-111-c05fc67a1e82> in x()
      5         a = 1
      6         print b
----> 7     y()
      8     print "b =",b
      9 

<ipython-input-111-c05fc67a1e82> in y()
      4         global a,b
      5         a = 1
----> 6         print b
      7     y()
      8     print "b =",b

NameError: global name 'b' is not defined

 　　　这就确定了 内层y() 的 global 不会 导入 x() 的东西。

　　　那么，内层函数怎么使用正确的外层函数的变量呢？

解决内层函数参数传递问题

　　

　　一、

　　首先，若只是取值，则不需要做任何处理。

In [119]: def x():
   .....:     a = 12
   .....:     def y():
   .....:         print a
   .....:     y()
   .....:     

In [120]: x()
12

In [121]: 

　　在 y() 中，一旦为 a 赋值，a 立马变内部变量。

In [121]: def x():
   .....:     a = 12
   .....:     def y():
   .....:         print "before a =",a
   .....:         a = 1
   .....:         print "then a =",a
   .....:     y()
   .....:     

In [122]: x()
before a =---------------------------------------------------------------------------
UnboundLocalError                         Traceback (most recent call last)
<ipython-input-122-7354d77c61ac> in <module>()
----> 1 x()

<ipython-input-121-d8fbc0dba399> in x()
      5         a = 1
      6         print "then a =",a
----> 7     y()
      8 

<ipython-input-121-d8fbc0dba399> in y()
      2     a = 12
      3     def y():
----> 4         print "before a =",a
      5         a = 1
      6         print "then a =",a

UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

　　一旦在函数 y() 的某处给 a 赋值，则在赋值前，python 会认为 a 不存在。

　　同时发现 python2 的 print 会一个一个的 输出。鉴于此，我又在 python3 中试了，发现他是 一起输出。但这不是本文重点，折叠之。

In [7]: def x():
    a = 1
    def y():
        print("before a=",a)
        a = 10
        print("then a=",a)
    y()
   ...:     

In [8]: x()
---------------------------------------------------------------------------
UnboundLocalError                         Traceback (most recent call last)
<ipython-input-8-7354d77c61ac> in <module>()
----> 1 x()

<ipython-input-7-6e01e7317b24> in x()
      5         a = 10
      6         print("then a=",a)
----> 7     y()
      8 

<ipython-input-7-6e01e7317b24> in y()
      2     a = 1
      3     def y():
----> 4         print("before a=",a)
      5         a = 10
      6         print("then a=",a)

UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

　　

　　同时发现 python代码运行前 会先扫一遍代码的，而不是单纯的一行一行的执行。

　　同时发现返回 UnboundLocalError，而不是 NameError。注意到 ’unbound‘，这是官方概念。用 ’unbound‘ 来描述就是：global 会将顶层变量名称 绑定 到本地变量名称，同时变化，是为 ’引用‘；python 检测到 a = 1时，意识到 a 是本地的，所以 在 a ’指向一个对象‘(因为python变量均为引用)，之前 ，调用 a 是非法 行为，但这种行为区别于于 NameError，就定义为 unbound local。

　　二、

　　使用 可变变量，如 list，dict

　　

In [127]: def x():
   .....:     l = ["in msg"]
   .....:     def y():
   .....:         msg = l[0]
   .....:         print "msg =",msg
   .....:         l[:] = ["out msg"]
   .....:     y()
   .....:     print l[0]
   .....:     

In [128]: x()
msg = in msg
out msg

　　

　　没有报错，完美！

　　要注意 语句  l[:] = ["out msg"] ，使用切片赋值，否则，

In [129]: def x():
    l = ["in msg"]
    def y():
        msg = l[0]
        print "msg =",msg
        l = ["out msg"]
    y()
    print l[0]
   .....:     

In [130]: x()
---------------------------------------------------------------------------
UnboundLocalError                         Traceback (most recent call last)
<ipython-input-130-7354d77c61ac> in <module>()
----> 1 x()

<ipython-input-129-d44e750e285f> in x()
      5         print "msg =",msg
      6         l = ["out msg"]
----> 7     y()
      8     print l[0]
      9 

<ipython-input-129-d44e750e285f> in y()
      2     l = ["in msg"]
      3     def y():
----> 4         msg = l[0]
      5         print "msg =",msg
      6         l = ["out msg"]

UnboundLocalError: local variable 'l' referenced before assignment

　　又出 UnboundLocalError 了，因为 第六行代码 为 l 分配了 一个新的 list。

　　

　　三、

　　利用参数传递。

　　

In [136]: def x():
   .....:     a, b = 1, 2
   .....:     def y(a = a, b = b):
   .....:         a, b = 3, 4
   .....:         return a, b
   .....:     a, b = y()
   .....:     print a, b
   .....:     

In [137]: x()
3 4

　　注意，不要在默认参数上放 list等可变对象。

 四、

　　python3 引入了 nonlocal 关键词 来调用上一层变量。>_<

　　来测试一下吧：

　　

In [16]: def x():
   ....:     a = 1
   ....:     def y():
   ....:         def z():
   ....:             nonlocal a
   ....:             a = 2
   ....:         z()
   ....:     y()
   ....:     print(a)
   ....:     

In [17]: x()
2

　　

　　看来 nonlocal 是依次向上申请名称。

　　

In [25]: def x():
    a = 2
    def y():
        a = 3
        def z():
            nonlocal a
            print("in z a =",a)
            a = 4
        z()
        print("in y a =", a)
    y()
    print("in x a =", a)
   ....:     

In [26]: x()
in z a = 3
in y a = 4
in x a = 2

In [27]: 

　　

　　至此，问题完美解决。

　　原创，欢迎指正。

　　本文完。