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4.3 变量的作用域.ipynb @master — view markup · raw · history · blame
4.4 变量作用域¶
变量的作用域就是指__变量的有效范围__，变量按照作用范围分为两类：__全局变量__和__局部变量__。</font>
在Python程序中创建、改变、查找变量名时，都是在一个保存变量名的空间中进行，我们称之为__命名空间__，也被称之为__作用域__。</font>
Python的作用域是__静态的__。</font>
在源代码中__变量名被赋值的位置__决定了该变量能被访问的范围，即Python变量的__作用域__由变量所在源代码中的__位置__决定。</font>
在Python中，并不是所有的语句块中都会产生作用域。只有当变量在Module(模块)、Class(类)、def(函数)中定义的时候，才会有作用域的概念。
本节我们只讨论与函数相关的变量作用域。
可以简单的说，在__函数外部__声明的变量是__全局变量__，其作用域是__整个文件（或模块）__；在__函数内部__声明的变量是__局部变量__，其作用域是声明这个变量的__函数内部__，在__函数外部不可以访问__。</font>
4.4.1 局部变量¶
__局部变量是__在函数中定义的变量，包含在def关键字定义的语句块中。
__函数每次被调用时都会创建一个新的对象__。因此，局部变量仅仅是__暂时的__存在，依赖创建该变量的函数是否处于活动状态。函数调用时创建，函数调用结束后销毁并释放该变量的内存。
def myName():
general_name = '赵云' # 函数内部定义的局部变量
print(general_name) # 输出赵云
myName() # 调用函数myName()，打印 赵云
print(general_name) # general_name，NameError: name 'general_name' is not defined
general_name变量是在myName()函数内部定义的，属于局部变量，只能在函数内部访问，在函数外部访问时会返回__NameError__异常。
4.4.2 全局变量¶
__全局变量是__在模块(文件)层次中定义的变量，每一个模块都是一个__全局作用域__。也就是说，在模块文件__顶层__声明的变量都是全局变量，其__作用域是当前模块文件内__，从变量定义处开始直到文件末尾都是其有效范围，包括__函数外部和函数内部__。
注意，上一句话里的“顶层”是一个逻辑概念，指函数之外、和函数定义处于同一层次，并不是一个位置概念（即文件开始处）。
全局变量在模块文件运行的过程中会__一直存在__，占用内存空间，一般建议尽量少定义全局变量。
def myName():
print(general_name) # 函数内部访问全局变量general_name，打印其值 赵云
general_name = '赵云' # 定义全局变量general_name
myName() # 调用函数myName()
print(general_name) # 函数外部访问全局变量general_name，打印其值 赵云
函数内部__可以__直接访问和引用全局变量的值，但__不能直接改变__全局变量的值。在函数内部，全局变量应该出现__在赋值符号的右边__，一旦全局变量出现在赋值符号的__左边__，系统会认为这是__重新创建__了一个__同名的局部变量对象__。其值变为在函数体内重赋的新值，同时__屏蔽__外层作用域中的同名变量。
def myName():
general_name = '张飞' #函数内定义局部变量，会屏蔽掉同名的全局变量
print("局部变量的内存地址：{}".format(id(general_name)))
print("局部变量general_name的值：{}".format(general_name)) # 输出局部变量name的值 张飞
general_name = '赵云' #函数外定义的全局变量
print("全局变量的内存地址：{}".format(id(general_name)))
myName() # 调用函数myName()
print("全局变量general_name的值：{}".format(general_name)) # 输出全局变量name的值 赵云
在这个例子里，general_name 本是一个全局变量，myName()函数中被放到了赋值符号左侧重新赋值，这个操作相当于重新创建了一个新的对象“张飞”，并为这个对象贴上一个标签“general_name”。虽然两个对象的名称一样，但分配的内存地址不同，所以是不同的两个对象。因为这个对象和标签都是在函数内部创建的，所以是一个__新的局部变量__，其作用域是这个函数体。
也就是说，__在函数体内__访问general_name，__访问的是局部变量__，其值是“张飞”；__在函数体外__访问变量general_name时__访问的是全局变量__，其值是“赵云”。
这个规则适用于所有全局变量值为__固定数据类型__的情况，如全局变量值为数字型、字符型和元组等。此时，函数体内试图改变全局变量值时，都会创建一个新的局部变量。
在函数内部的变量声明，除非__特别声明为全局变量__，否则均默认为局部变量。 当需要在函数体内声明一个可以在函数体外访问的全局变量的值时，可以使用__global关键字__来声明变量的作用域为全局。global的作用就是把局部变量提升为全局变量。
def myName():
global general_name # 声明一个全局变量general_name
general_name = '张飞' # 为全局变量general_name赋值
print("新全局变量general_name的内存地址：{}".format(id(general_name)))
print("新全局变量general_name的值：{}".format(general_name)) #输出局部变量general_name值‘张飞’
general_name = '赵云'
print("原全局变量name的内存地址：{}".format(id(general_name)))
print("原全局变量name的值：{}".format(general_name)) # 输出全局变量general_name的值‘赵云’
myName() # 调用函数myName()
print("general_name的值：{}".format(general_name)) # 输出全局变量general_name的值‘张飞’
print("general_name的内存地址：{}".format(id(general_name)))
从输出结果可以发现，在myName()函数调用后，__函数外再次访问全局变量__general_name时，访问的是最近在函数内部声明的全局变量。
__当全局变量值为列表等可变数据类型__时，如果__函数内部需要修改全局列表变量的值__时，__不需要使用global关键字__进行声明，直接可以使用。这是因为列表等可变数据类型的值的修改是在原内存进行的，只有显式声明才会重新创建对象。
def myName():
lsx.append(1) #改变全局变量lsx的值，未重新创建对象
lsy = [2,3,4] #重新创建了对象,此时lsy为局部变量
print(id(lsx),id(lsy)) #打印内存地址
print(lsx,lsy) # lsx 的值为[1] ，lsy 的值为[2, 3, 4]
lsx = [] #lsx为全局变量
lsy = [] #lsy为全局变量
print(id(lsx),id(lsy)) # 打印内存地址
myName() # 调用函数myName()
print(lsx,lsy) # lsx的值变为[1]，lsy值仍为 []，未发生变化
可以发现，__函数内外lsx的id值相同__，说明二者是相同的对象，函数内只是修改了lsx并__未重新创建对象__。
而__函数内外lsy的id值不同__，说明二者是不同的对象，函数内部lsy = [2,3,4]这条语句__重新创建对象__[2,3,4]，并赋值给变量lsy。