Python - 变量范围

Python 中变量范围定义为用户可以访问变量的特定区域或区域。变量的范围取决于定义变量的位置和方式。在 Python 中，变量可以具有全局范围或局部范围。

Python 中变量的范围类型

根据范围，Python 变量分为三类 -

• 局部变量
• 全局变量
• 非局部变量

局部变量

局部变量在特定函数或代码块中定义。它只能由定义它的函数或块访问，并且其范围有限。换句话说，局部变量的范围仅限于定义它们的函数，尝试在此函数之外访问它们将导致错误。永远记住，多个 Local Variables 可以存在同名。

以下示例显示了局部变量的范围。

def myfunction():
	 	a = 10
	 	b = 20
	 	print("variable a:", a)
	 	print("variable b:", b)
	 	return a+b
	 	
print (myfunction())

在上面的代码中，我们通过其函数访问了局部变量。因此，代码将生成以下输出 -

全局变量

全局变量可以从程序的任何部分访问，并且它是在任何函数或代码块之外定义的。它不特定于任何块或函数。

以下示例显示了全局变量的范围。我们可以在函数范围内部和外部访问它们。

#global variables
name = 'qikepu'
marks = 50
def myfunction():
	 	# accessing inside the function
	 	print("name:", name)
	 	print("marks:", marks)
# function call 		
myfunction()

上面的代码将生成以下输出 -

非局部变量

未在本地或全局范围内定义的 Python 变量称为非局部变量。它们用于嵌套函数。

下面的示例演示了非局部变量的工作原理。

def yourfunction():
	 	a = 5
	 	b = 6	
	 	# nested function
	 	def myfunction():
	 	 	 # nonlocal function	
	 	 	 nonlocal a
	 	 	 nonlocal b
	 	 	 a = 10
	 	 	 b = 20	
	 	 	 print("variable a:", a)
	 	 	 print("variable b:", b)
	 	 	 return a+b
	 	print (myfunction())
yourfunction()

上面的代码将产生以下输出 -

Python 变量的 Namespace 和 Scope

命名空间是标识符的集合，例如变量名称、函数名称、类名称等。在 Python 中，namespace 用于管理变量的范围并防止命名冲突。

Python 提供以下类型的命名空间 -

• Built-in namespace 包含内置函数和内置异常。一旦加载 Python 解释器，它们就会加载到内存中，并一直保留到解释器运行为止。
• 全局命名空间包含在主程序中定义的任何名称。这些名称将保留在内存中，直到程序运行。
• 本地命名空间包含在函数内部定义的名称。在函数运行之前，它们可用。

这些命名空间一个嵌套在另一个命名空间中。下图显示了命名空间之间的关系。

某个变量的生命周期仅限于定义它的命名空间。因此，无法从任何外部命名空间访问内部命名空间中存在的变量。

Python globals（） 函数

Python 的标准库包括一个内置函数 globals（）。它返回全局命名空间中当前可用的符号字典。

直接从 Python 提示符运行 globals（） 函数。

可以看出，加载了包含所有内置函数和内置异常定义的内置模块。

保存以下代码，该代码包含少量变量和一个包含少量变量的函数。

name = 'qikepu'
marks = 50
result = True
def myfunction():
	 	a = 10
	 	b = 20
	 	return a+b
	 	
print (globals())

从此脚本中调用 globals（） 将返回以下字典对象 −

全局命名空间现在包含程序中的变量及其值以及其中的函数对象（而不是函数中的变量）。

Python locals（） 函数

Python 的标准库包括一个内置函数 locals（）。它返回函数的本地命名空间中当前可用的符号字典。

修改上述脚本以从函数中打印全局和本地命名空间的字典。

name = 'qikepu'
marks = 50
result = True
def myfunction():
	 	a = 10
	 	b = 20
	 	c = a+b
	 	print ("globals():", globals())
	 	print ("locals():", locals())
	 	return c
myfunction()

输出显示 locals（） 返回变量及其函数中当前可用的值的字典。

由于 globals（） 和 locals 函数都返回 dictionary，因此你可以使用 dictionary get（） 方法或 index 运算符从相应的命名空间访问变量的值。

print (globals()['name']) # displays qikepu
print (locals().get('a')) # displays 10

Python 的 Namespace Conflict

如果 global 和 local 范围内都存在同名变量，则 Python 解释器会优先使用 local 命名空间中的变量。

在以下示例中，我们定义了一个 local 变量和一个 global 变量。

marks = 50 # this is a global variable
def myfunction():
	 	marks = 70 # this is a local variable
	 	print (marks)
	 	
myfunction()
print (marks) # prints global value

它将产生以下输出 -

例

如果您尝试从函数内部操作全局变量的值，Python 会引发 UnboundLocalError，如下例所示 -

# this is a global variable
marks = 50	
def myfunction():
	 	marks = marks + 20
	 	print (marks)

myfunction()
# prints global value
print (marks)	

它将产生以下错误消息 -

例

要修改全局变量，可以使用字典语法更新它，也可以在修改之前使用 global 关键字引用它。

var1 = 50 # this is a global variable
var2 = 60 # this is a global variable
def myfunction():
	 	"Change values of global variables"
	 	globals()['var1'] = globals()['var1']+10
	 	global var2
	 	var2 = var2 + 20

myfunction()
print ("var1:",var1, "var2:",var2) #shows global variables with changed values

在执行代码时，它将生成以下输出 -

例

最后，如果你尝试访问全局范围内的局部变量，Python 会引发 NameError，因为无法在局部作用域之外访问该变量。

var1 = 50 # this is a global variable
var2 = 60 # this is a global variable
def myfunction(x, y):
	 	total = x+y
	 	print ("Total is a local variable: ", total)

myfunction(var1, var2)
print (total) # This gives NameError

它将产生以下错误消息 -