python中的global關鍵字

　　摘要

　　global 標志實際上是為了提示 python 解釋器，表明被其修飾的變量是全局變量。這樣解釋器就可以從當前空間 (current scope) 中讀寫相應變量了。

　　Python 的全局變量是模塊 (module) 級別的

　　每個 python 函數擁有對應的 __globals__ 字典，該字典與函數所屬模塊的 __dict__ 字典完全相同。函數的全局變量也會從這個字典中獲取

　　注：上面三句話的意思就是，python 解釋器發現函數中的某個變量被 global 關鍵字修飾，就去函數的 __globals__ 字典變量中尋找(因為 python 中函數也是一等對象);同時，一個模塊中每個函數的 __globals__ 字典變量都是模塊 __dict__ 字典變量的引用，二者值完全相同。

　　避免全局變量將使得程序更容易被調試，同時也能提升程序的可讀性

　　使用到的全局變量只是作為引用，不在函數中修改它的值的話，不需要加global關鍵字. 使用到的全局變量，需要在函數中修改的話，就涉及到歧義問題. 因此在函數中修改全局變量的話需要加global關鍵字

　　動機

　　我最近遇到了一個關于 python 全局變量的問題，如下面這個簡單例子里展示(當然實際代碼要比這個復雜的多，這里只是一個抽象出來當例子)。例子中 foo.py 定義了函數 f，而函數 f 調用了全局變量 a：

　　# foo.py

　　def f():

　　print(a)

　　def main():

　　global a

　　a = 5

　　f()

　　if __name__ == '__main__':

　　main()

　　運行上面這個文件將如預料中的輸出5。在另一個文件 bar.py 中我們引入上面的 f，代碼如下

　　# bar.py

　　from foo import f

　　def main():

　　f()

　　main()

　　運行 bar.py 將報 NameError 錯誤。這是因為 a 被定義在 foo.py 的 main 函數中，而當導入 f 函數時， foo.py 的 main 函數并未被運行，所以 a 也沒喲被定義。

　　Traceback (most recent call last):

　　File "bar.py", line 10, in

　　main()

　　File "bar.py", line 7, in main

　　f()

　　File "foo.py", line 5, in f

　　print(a)

　　NameError: global name 'a' is not defined

　　定義全局變量 a

　　為了修復上面當問題第一反應是在 bar.py 中定義全局變量 a，這樣 f 就可以找到變量 a 了，如下面的代碼：

　　# bar.py

　　from foo import f

　　def main():

　　global a

　　a = 4

　　f()

　　main()

　　然而依舊會報錯，黑人問號臉???

　　Traceback (most recent call last):

　　File "/tmp/example/bar.py", line 13, in

　　main()

　　File "/tmp/example/bar.py", line 9, in main

　　f()

　　File "/tmp/example/foo.py", line 5, in f

　　print(a)

　　NameError: global name 'a' is not defined

　　函數的 __globals__ 屬性與 python 的 global 語句

　　python 的 global 語句的作用只是提示 python 解釋器，被 global 修飾的變量是一個全局變量，利用上面例子里函數 f 的反編譯代碼可以清除的看到這一點：

　　import dis

　　from foo import f

　　dis.dis(f)

　　5 0 LOAD_GLOBAL 0 (print)

　　2 LOAD_GLOBAL 1 (a)

　　4 CALL_FUNCTION 1

　　6 POP_TOP

　　8 LOAD_CONST 0 (None)

　　10 RETURN_VALUE

　　從上面可以看出變量 a 被認為是全局變量。Python 中的每一個函數都擁有一個 __globals__ 字典變量，該變量實際是函數所屬模塊的 __dict__ 變量的引用。所以在 bar.py 中我們想在 bar.main 函數中將全局變量 a 賦值為4，實際改變的是 bar.py 的 __dict__ 字典變量 (注：而不是定義 f 的 foo.py 的 __dict__ 字典變量)

　　# bar.py

　　def main():

　　global a

　　a = 4

　　print(main.__globals__.keys())

　　print(main.__globals__['a'])

　　dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', '__file__', '__cached__', 'foo', 'f', 'dis', 'main', 'a'])

　　4

　　上面的代碼輸出了 main.__globals__ (即 bar.__dict__ ) 中全局變量 a 的值是4，然而這個值對函數 f 來說確是不可見的，因為 f.__globals__ 實際等于 foo.__dict__ (簡單而言就是命名空間不同)

　　from foo import f

　　print(f.__globals__)

　　假設我們在 foo.py 所有函數的外部預先定義了全局變量 a ，那么在將函數 f 導入時，a 會隨著 f.__globals__ 一同被導入。但這時被導入的 f.__globals__["a"] ( 即 foo.__dict__["a"] ) 和 bar.main 中賦值的 bar.main.__globals__["a"] ( 即 bar.__dict__["a"] ) 仍然不是同一個變量，即賦值無法改變函數 f 的輸出，如下面的例子所示。

　　# foo.py無錫婦科檢查醫院 http://www.87554006.com/

　　a = 3

　　def f():

　　print(a)

　　def main():

　　global a

　　a = 5

　　f()

　　if __name__ == '__main__':

　　main()

　　# bar.py

　　from foo import f

　　def main():

　　global a

　　a = 4

　　f()

　　main()

　　運行 bar.py 輸出3，而不是 4。

　　修改函數全局變量的值：更新 globals

　　就上述例子而言，如果我們想在 bar.py 中改變函數 f 的輸出，則需要直接更新其 __globals__ 變量的值。

　　# bar.py

　　from foo import f

　　def main():

　　f.__globals__['a'] = 4

　　f()

　　main()

　　模塊的 dict 變量和猴子布丁 (monkey-patching)

　　如上所述，函數的 __globals__ 變量實際是其所屬模塊 __dict__ 變量的引用。所以為了達到上面修改全局變量的目的，也可以直接更新 foo.__dict__ 。修改模塊 foo 的屬性 (attribute) 值即可直接更新 foo.__dict__ 。

　　# bar.py

　　import foo

　　from foo import f

　　def main():

　　foo.a = 4

　　f()

　　如果你曾經使用過運行中給代碼打補丁的庫，一般就是這么實現的。直接修改被打補丁的模塊的 __dict__ 中特定的對象或函數。、

　　輸入使得函數變得更加容易測試

　　上面的例子中的函數 f 如果接受輸入變量的話，而不是使用全局變量，代碼將更容易被測試。同時可讀性也更好，出了問題也更容易 debug。

　　# foo.py

　　def f(a):

　　print(a)

　　def main():

　　a = 5

　　f(a)

　　if __name__ == '__main__':

　　main()

　　# bar.py

　　from foo import f

　　def main():

　　a = 3

　　f(a)