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  • Python——函数入门(三)

    一、变量作用域

    当程序定义一个变量时,这个变量是有它的作用范围的,变量的作用范围称为变量的作用域。根据变量的位置,分为两种:

    • 局部变量:局部变量就是在函数中定义的变量,包括参数,都是局部变量,局部离开函数后,将不能被访问。
    • 全局变量:不在函数内定义、全局范围内定义的变量,都是全局变量,全局变量可以在所有函数中被访问。

    在Python中,提供了三个工具函数获取指定范围内变量和值组成的字典。

    • globals():返回当前作用域全局变量的字典;无论在哪里使用,都会获取全局变量。
    • locals():返回包含当前范围的局部变量的字典;当在全局范围内使用,会获取全局范围内所有变量组成的字典。
    • vars():当没有参数时,相当于locals();有一个参数时,相当于object.__dict__。

    使用globals()和locals()获取全局变量时,不应该被修改,修改会改变全局变量本身。而locals()获取局部变量时,即使修改了,也不会对局部变量产生影响。

    globals(),例:

    a = 1
    def test():
      b = 2
      print (globals())
    
    test()
    # 打印全局变量 {'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'a': 1, 'test': <function test at 0x0000000002EAC1E0>}
    
    globals()
    # 打印全局变量 {'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'a': 1, 'test': <function test at 0x0000000002EAC1E0>}
    

      

    locals(),例:

    a = 1
    def test():
    	b = 2
    	print (locals())
    
    test()
    # 打印局部变量 {'b': 2}
    
    print (locals())
    # 打印全局变量 {'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'a': 1, 'test': <function test at 0x0000000002EAC1E0>}  

    vars(),例:

    class test01:
    	k1 = 1
    	def test02():
    		k2 = 2
    		print (vars())
    k3 = 3
    
    test01.test02()
    # 打印test02()的局部变量 {'k2': 2}
    
    print (vars())
    # 打印全局变量 {'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'test01': <class '__main__.test01'>, 'k3': 3}
    
    print (vars(test01))
    # 打印类的属性 {'__module__': '__main__', 'k1': 1, 'test02': <function test01.test02 at 0x00000000023892F0>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'test01' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'test01' objects>, '__doc__': None}
    
    print (test01.__dict__)
    # 打印类的属性 {'__module__': '__main__', 'k1': 1, 'test02': <function test01.test02 at 0x00000000023892F0>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'test01' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'test01' objects>, '__doc__': None}
    

     

    全局变量虽然可以被所有函数访问,但是如果在函数内定义了与全局变量同名的变量,就会发生局部变量遮蔽全局变量的情况,例:

    a = 1
    def test():
    	print (a)
    
    test()
    # 运行成功,打印 1
    
    
    def test02():
    	a = 2
    	print (a)
    
    test02()
    # 函数内部对不存在的变量赋值,会重新定义新的局部变量,打印 2
    
    
    def test03():
    	print (a)
    	a = 3
    
    test03()
    # 报错UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment,由于a=3这段代码重新定义了局部变量,所以a全局变量被遮蔽。
    

     

    二、使用global语句在函数中声明全局变量 

    为了避免在函数中对全局变量赋值,可以通过global语句声明全局变量。

    例:

    a = 1
    def test():
      # 声明a是全局变量,后面的语句将不会重新定义局部变量
      global a
      print (a)	# 打印 1
      # 对全局变量进行赋值    
      a = 2
    
    test()
    # 打印 1
    
    print (a)
    # 打印 2 
    

    三、局部函数

    前面我们看到的都是全局函数,我们还可以在函数体内定义函数,这称为局部函数,局部函数在默认情况下,对外部是隐藏的,只能在其封闭函数内有效,如果想在其他作用域中使用局部函数,其封闭函数可以返回局部函数。

    例:

    # test()函数根据不同的参数,选择调用不同的局部函数
    def test(x):
        def a(x):
                return x * x
        def b(x):
                return x
        if x != 0:
                return a(x)
        else:
                return b(x)
    
    print (test(2))
    # 打印 4
    print (test(0))
    # 打印 0
    

      

    局部函数的变量也会遮蔽他所在函数的局部变量,例:

    def test01():
        a = 1234
        def test02():
                print (a)
                a = 4321
        test02()
    
    test01()
    # 报错 UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment  

    上面的代码中,由于在test02()函数中重新定义了新的局部变量a,test02()函数中定义的局部变量a遮蔽了他所在函数test01()中的局部变量a,我们可以通过nonlocal语句声明访问赋值语句只是访问该函数所在函数的局部变量。

    注意,nonlocal语句只能在嵌套函数中使用,并且在外层函数中必须定义了相关的局部变量,否则会报错。

    例:

    def test01():
        a = 1234
        def test02():
                nonlocal a    # 声明a是test01()的局部变量
                print ('01',a)
                a = 4321    # 改变外层函数局部变量的值
                print ('02',a)
        print ('03',a)
        test02()
        print ('04',a)
    
    test01()
    # 打印
    # 03 1234
    # 01 1234
    # 02 4321
    # 04 4321
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