Python中函数调用内外部变量的方法及实例详解
编辑：本站更新：2024-08-23 06:06:45人气：4596
在 Python 编程语言中，函数的内部和外部变量之间的交互是一个关键概念。这种互动遵循 LEGB 规则（Local、Enclosing functions/Non-local, Global, Built-in），确保了代码逻辑的一致性和可预测性。
**局部作用域与全局作用域**
首先，在讨论如何在函数内引用或修改外部变量时，我们必须理解两种主要的作用域：局部作用域和全局作用域。
- **局部作用域**: 函数体内定义的所有变量仅在其自身范围内可见并有效，这就是所谓的“局部”作用域。一旦离开该函数环境，则无法访问这些变量：
def func():
local_var = "I am inside the function"
func()
print(local_var) # 这将引发 NameError 因为 `local_var` 在此处不可见
- **全局作用域**: 全局范围内的变量在整个程序文件或者模块级别都是有效的，包括所有函数之内:
global_var = "I am global"
def func():
print(global_var)
func() # 输出："I am global"
然而，默认情况下，如果在一个函数内部尝试直接赋值给一个未声明且同名的全局变量，Python 将认为这是创建了一个新的局部变量而非更改全局变量：
global_var = 'original value'
def change_global():
global_var = "changed in function" # 此处实际上新建了一个本地变量
change_global()
print(global_var) # 输出：“original value”，因为原全局变量并未被改变
若要实现在函数内部对全局变量进行读取和更新操作，需使用关键字 “global”。
**通过 global 关键字引用和修改全局变量**
当你需要明确地在函数内部修改全局变量时，请务必显式申明其是全局变量：
global_var = 'initial state'
def modify_globally():
global global_var # 明确告知解释器我们正在处理的是全局变量
global_var = 'modified globally'
modify_globally()
print(global_var) # 输出："modified globally"
**非局部(闭包)作用域 - 使用 nonlocal 关键字**
除了全局作用域之外，在嵌套函数场景下还存在一种特殊的情况——封闭作用域或者说非局部作用域。当外层 (enclosing) 函數中的变量在外围函數內部的子函数里需要用到，并允许对其进行修改时，可以采用 nonlocal 关键词来指定这个变量来自上一层而不是全局空间：
def outer_function(x):
y = "outer variable"
def inner_function(z):
nonlocal y # 指定y不是局部变量而是来自于外围函数
x += z # 直接修改传入参数x作为类全局变量的行为是可以的无需nonlocal
y += str(z)
return x + ', modified by ' + y
return inner_function
closure_func = outer_function("start")
result = closure_func('inner')
print(result) #输出："startinner, modified by innervariable"
总结来说，理解和掌握 Python 中函数调用内外部变量的方式有助于编写出更高效整洁的代码。无论是利用全局关键词操作顶层级变量还是运用 nonlocal 对于闭包中的上下文共享数据，都需要我们在实际编程过程中灵活应用以满足不同需求情境下的设计意图。
**局部作用域与全局作用域**
首先，在讨论如何在函数内引用或修改外部变量时，我们必须理解两种主要的作用域：局部作用域和全局作用域。
- **局部作用域**: 函数体内定义的所有变量仅在其自身范围内可见并有效，这就是所谓的“局部”作用域。一旦离开该函数环境，则无法访问这些变量：
python
def func():
local_var = "I am inside the function"
func()
print(local_var) # 这将引发 NameError 因为 `local_var` 在此处不可见
- **全局作用域**: 全局范围内的变量在整个程序文件或者模块级别都是有效的，包括所有函数之内:
python
global_var = "I am global"
def func():
print(global_var)
func() # 输出："I am global"
然而，默认情况下，如果在一个函数内部尝试直接赋值给一个未声明且同名的全局变量，Python 将认为这是创建了一个新的局部变量而非更改全局变量：
python
global_var = 'original value'
def change_global():
global_var = "changed in function" # 此处实际上新建了一个本地变量
change_global()
print(global_var) # 输出：“original value”，因为原全局变量并未被改变
若要实现在函数内部对全局变量进行读取和更新操作，需使用关键字 “global”。
**通过 global 关键字引用和修改全局变量**
当你需要明确地在函数内部修改全局变量时，请务必显式申明其是全局变量：
python
global_var = 'initial state'
def modify_globally():
global global_var # 明确告知解释器我们正在处理的是全局变量
global_var = 'modified globally'
modify_globally()
print(global_var) # 输出："modified globally"
**非局部(闭包)作用域 - 使用 nonlocal 关键字**
除了全局作用域之外，在嵌套函数场景下还存在一种特殊的情况——封闭作用域或者说非局部作用域。当外层 (enclosing) 函數中的变量在外围函數內部的子函数里需要用到，并允许对其进行修改时，可以采用 nonlocal 关键词来指定这个变量来自上一层而不是全局空间：
python
def outer_function(x):
y = "outer variable"
def inner_function(z):
nonlocal y # 指定y不是局部变量而是来自于外围函数
x += z # 直接修改传入参数x作为类全局变量的行为是可以的无需nonlocal
y += str(z)
return x + ', modified by ' + y
return inner_function
closure_func = outer_function("start")
result = closure_func('inner')
print(result) #输出："startinner, modified by innervariable"
总结来说，理解和掌握 Python 中函数调用内外部变量的方式有助于编写出更高效整洁的代码。无论是利用全局关键词操作顶层级变量还是运用 nonlocal 对于闭包中的上下文共享数据，都需要我们在实际编程过程中灵活应用以满足不同需求情境下的设计意图。
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