【Python 课堂】变量的作用域

在写代码的时候，免不了要使用变量。但程序中的一个变量并不一定是在哪里都可以被使用，根据情况不同，会有不同的“有效范围”。看这样一段代码：
def func(x):
print 'X in the beginning of func(x): ', x
x = 2
print 'X in the end of func(x): ', x
 
x = 50
func(x)
print 'X after calling func(x): ', x
 
输出：
X in the beginning of func(x): 50
X in the end of func(x): 2
X after calling func(x): 50
 
变量 x 在函数内部被重新赋值。但在调用了函数之后，x 的值仍然是50。为什么？
 
这就得说一下变量的“作用域”：
 
当函数内部定义了一个变量，无论是作为函数的形参，或是另外定义的变量，它都只在这个函数的内部起作用。函数外即使有和它名称相同的变量，也没有什么关联。这个函数体就是这个变量的作用域。像这样在函数内部定义的变量被称为“局部变量”。
 
要注意的是，作用域是从变量被定义的位置开始。像这样的写法是有问题的：
 
def func():
print y
y = 2
print y
 
报错：
UnboundLocalError: local vaRIAble 'y' referenced before assignment
 
因为在 y = 2 之前，y 并不存在，调用 y 的值就会出错。
 
回到开始那个例子：
在函数 func 外部，定义的变量 x，赋值为 50，作为参数传给了函数 func。而在函数 func 内部，变量 x 是形参，它的作用域是整个函数体内部。它与外面的那个 x 没有关系。只不过它的初始值是由外面那个 x 传递过来的。
 
所以，虽然函数体内部的 x 被重新赋值为 2，也不会影响外面那个 x 的值。
 
不过有时候，我们希望能够在函数内部去改变一些变量的值，并且这些变量在函数外部同样被使用到。怎么办？
 
一种方法是，用 return 把改变后的变量值作为函数返回值传递出来，赋值给对应的变量。比如开始的那个例子，可以在函数结尾加上
return x
然后把调用改为
x = func(x)
 
还有一种方法，就是使用“全局变量”。
 
在 Python 的函数定义中，可以给变量名前加上 global 关键字，这样其作用域就不再局限在函数块中，而是全局的作用域。
 
通过 global 改写开始的例子：
 
def func():
global x
print 'X in the beginning of func(x): ', x
x = 2
print 'X in the end of func(x): ', x
 
x = 50
func()
print 'X after calling func(x): ', x
 
输出：
X in the beginning of func(x): 50
X in the end of func(x): 2
X after calling func(x): 2
 
函数 func 不再提供参数调用。而是通过 global x 告诉程序：这个 x 是一个全局变量。于是函数中的 x 和外部的 x 就成为了同一个变量。这一次，当 x 在函数 func 内部被重新赋值后，外部的 x 也随之改变。
 
前面讲的局部变量和全局变量是 Python 中函数作用域最基本的情况。实际上，还有一些略复杂的情况，比如：
 
def func():
print 'X in the beginning of func(x): ', x
# x = 2
print 'X in the end of func(x): ', x
 
x = 50
func()
print 'X after calling func(x): ', x
 
输出：
X in the beginning of func(x): 50
X in the end of func(x): 50
X after calling func(x): 50
 
程序可以正常运行。虽然没有指明 global，函数内部还是使用到了外部定义的变量。然而一旦加上
x = 2
这句，程序就会报错。因为这时候，x 成为一个局部变量，它的作用域从定义处开始，到函数体末尾结束。
 
建议在写代码的过程中，显式地通过 global 来使用全局变量，避免在函数中直接使用外部变量。
 
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