Python中Global和Nonlocal关键字的作用域与使用详解

Global与Nonlocal概念辨析

在Python编程中，nonlocal和global关键字的作用常常容易让人混淆。这里简要梳理一下两者的核心区别与使用场景。

概念解析

关于global关键字

简单来说，使用global意味着将变量的作用域限定为全局，即修改该变量时会直接改变其对应内存地址中的值。

global语句是一个声明，它的作用范围覆盖整个当前代码块。这意味着在global语句中列出的标识符会被解释器视为全局变量。需要注意的是，即使自由变量可能指向全局变量，如果不使用global声明，解释器也不会自动将其识别为全局变量。

在global语句中列出的名称，不能用于该global语句之前的文本代码块中。

在global语句中列出的名称，也不能被定义为形式参数，或者出现在for循环的控制目标、class定义、函数定义、import语句以及变量注释中。

尽管当前的Python实现并不严格强制执行上述限制，但程序员不应滥用这种灵活性。因为未来的实现版本可能会强制执行这些限制，或者悄然改变程序的行为逻辑。

程序员需注意：global是向解释器发出的指令，它仅适用于与global语句同时解析的代码。特别是，包含在提供给内置exec()函数的字符串或代码对象中的global语句，不会影响包含该函数调用的外层代码块；同样，包含在字符串中的代码也不会受外层代码中global语句的影响。eval()和compile()函数也存在类似的限制。

Global关键字的作用域规则

一、Global关键字详解

1、global关键字的主要作用是在函数或其他局部作用域中引用全局变量。但如果只是在局部作用域中读取而不修改全局变量，则无需使用global关键字。

gcount = 0
def global_test():
  gcount+=1
  print (gcount)
global_test()

以下代码会引发报错：第一行定义了全局变量gcount，在内部函数中尝试引用并修改它。此时Python解释器会默认gcount为局部变量，但由于内部函数并未对gcount进行定义和赋值，因此会抛出异常。

2、如果需要在局部作用域中修改全局变量，必须在局部代码块中显式声明该全局变量。

gcount = 0
def global_test():
  global gcount
  gcount+=1
  print (gcount)
global_test()

上述代码的输出结果为：1

3、如果在局部作用域中不声明全局变量，且仅读取而不修改全局变量，则可以正常使用该变量。

gcount = 0
def global_test():
  print (gcount)
global_test()

上述代码的输出结果为：0

Nonlocal在闭包中的应用

二、Nonlocal关键字详解

关于nonlocal关键字

nonlocal关键字仅在闭包内部生效，其作用域限定在闭包范围内。它会影响外函数和内函数之间的变量交互，但不会影响闭包外部的变量。

nonlocal语句使列出的标识符引用除global变量外最近的封闭范围中已绑定的变量。这一点非常重要，因为默认的绑定行为是首先搜索本地名称空间。该语句允许封装代码将变量重新绑定到本地作用域之外、全局（模块）作用域之外的封闭范围中。

nonlocal语句中列出的名称与global语句不同，它们必须引用封闭范围中已经存在的绑定（即无法明确确定应在何处创建新绑定的范围）。

1、nonlocal声明的变量既不是局部变量，也不是全局变量，而是外部嵌套函数内的变量。

def make_counter():
  count = 0
  def counter():
    nonlocal count
    count += 1
    return count
  return counter   
def make_counter_test():
 mc = make_counter()
 print(mc())
 print(mc())
 print(mc())
make_counter_test()

上述代码的输出结果为：

1

2

3

多重作用域混合使用示例

三、混合使用示例

def scope_test():
  def do_local():
    spam = "local spam" #此函数定义了另外的一个spam字符串变量，并且生命周期只在此函数内。此处的spam和外层的spam是两个变量，如果写出spam = spam + “local spam” 会报错
  def do_nonlocal():
    nonlocal spam    #使用外层的spam变量
    spam = "nonlocal spam"
  def do_global():
    global spam
    spam = "global spam"
  spam = "test spam"
  do_local()
  print("After local assignmane:", spam)
  do_nonlocal()
  print("After nonlocal assignment:",spam)
  do_global()
  print("After global assignment:",spam)
 
scope_test()
print("In global scope:",spam)

上述代码的输出结果为：

After local assignmane: test spam After nonlocal assignment: nonlocal spam After global assignment: nonlocal spam In global scope: global spam

总结

以上介绍了Python中Global和Nonlocal关键字的详细用法，希望对大家有所帮助。如有任何疑问，欢迎留言，小编会及时回复。感谢大家对本站的支持！ 如果觉得本文对您有帮助，欢迎转载，请注明出处，谢谢！