Python函數中的作用域規則實例分析

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Python是靜態作用域語言，但是它自身是一個動態語言。在Python中變量的作用域是由變量在代碼中的位置決定的，與C語言有些相似，但不是完全一樣。

在Python 2.0及之前的版本中，Python只支持3種作用域，即局部作用域，全局作用域，內置作用域；在Python
2.2中，Python正式引入了一種新的作用域 — 嵌套作用域；嵌套作用域的引入，本質上為Python實現了對閉包的支持。

1、簡單介紹一下閉包

def test():
  A = 3
  B = 4
  def stu():
  	C = 3
  	return A+B+C
  return stu
stu = test()
stu

在上述此代碼中stu方法定義在test的內部，內部函數stu即可以使用外部函數test的變量，我們稱這種行為叫做閉包。

2、在Python中，并不是任何代碼塊都能引入新的作用域

Python中不是任何代碼塊都可以引入新的作用域這與C有很大的不同：

在C中：

#include<stdio.h>
int main() {    
if(2 > 0) {        
	int i = 0;
   	 }
    printf("i = %d", i);    
    return 0;
}

在上述代碼中，if子句引入了一個局部作用域，變量i就存在于這個局部作用域中，但對外不可見，因此，接下來在printf函數中對變量i的引用會引發編譯錯誤。

但是，在Python中卻并非如此：

if True:
    i = 0
print i

在上述代碼中，if子句并沒有引入一個局部作用域，變量i仍然處在全局作用域中，因此，變量i對于接下來的print語句是可見的。

實際上，在Python中，只有模塊，類以及函數才會引入新的作用域，其它的代碼塊是不會引入新的作用域的。

在Python中，使用一個變量之前不必預先聲明它，但是在真正使用它之前，它必須已經綁定到某個對象；而名字綁定將在當前作用域中引入新的變量，同時屏蔽外層作用域中的同名變量，不論這個名字綁定發生在當前作用域中的哪個位置。

>>> f()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in f
NameError: name 'i' is not defined
>>>

運行結果報錯：

NameError: name ‘i’ is not defined

程序運行時，Python首先在函數f的本地作用域中查找變量i，查找失敗，接著在全局作用域和內置作用域中查找變量i，仍然失敗，最終拋出NameError異常。

>>> def f():
...     i = 8
...     print(i)
...
>>> f()
8
>>> print(i)
0
>>>

運行結果顯示：

8和0

i = 8是一個名字綁定操作，它在函數f的局部作用域中引入了新的變量i，屏蔽了全局變量i，因此f內部的print語句看到的是局部變量i，f外部的print語句看到的是全局變量i。

>>> i = 0 
>>> def f():
...     print(i)
...     i = 0
...
>>> f()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in f
UnboundLocalError: local variable 'i' referenced before assignment
>>>

運行結果報錯：

UnboundLocalError: local variable ‘i’ referenced before assignment

在上述中，函數f中的變量i是局部變量，但是在print語句使用它的時候，它還未被綁定到任何對象之上，所以拋出異常。

3、在Python中，名字綁定在所屬作用域中引入新的變量，同時綁定到一個對象。

名字綁定發生在以下幾種情況之下：

• 參數聲明：參數聲明在函數的局部作用域中引入新的變量；

• 賦值操作：對一個變量進行初次賦值會在當前作用域中引入新的變量，后續賦值操作則會重新綁定該變量；

• 類和函數定義：類和函數定義將類名和函數名作為變量引入當前作用域，類體和函數體將形成另外一個作用域；

• import語句：import語句在當前作用域中引入新的變量，一般是在全局作用域；

• for語句：for語句在當前作用域中引入新的變量（循環變量）；

• except語句：except語句在當前作用域中引入新的變量（異常對象）;

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