如何使用Python中的变量作用域

前言

变量的作用域是指程序代码能够访问该变量的区域，如果超出该区域，再访问时就会出现错误。在程序中，一般会根据变量的 “有效范围” 将变量分为 “全局变量” 和 “局部变量”。

一、局部变量

局部变量是指在函数内部定义并使用的变量，它只在函数内部有效。即函数内部的名字只在函数运行时才会创建，在函数运行之前或者运行完毕之后，所有的名字就都不存在了。所以，如果在函数外部使用函数内部定义的变量，就会出现抛出 NameError 异常。

例如，定义一个名称为 function 的函数，在该函数内部定义一个变量 poem（称为局部变量），并为其赋值，然后输出该变量，最后在函数体外部再次输出 poem 变量，代码如下：

def function():
    poem = '面朝大海，春暖花开'
    print('局部变量poem = ', poem)  # 输出局部变量的值
function()  # 调用函数
print('局部变量poem = ', poem)  # 在函数体外输出局部变量的值

运行上面的代码将显示如下图所示的异常。

二、全局变量

与局部变量对应，全局变量为能够作用于函数内外的变量。全局变量主要有以下两种情况：

(1) 如果一个变量，在函数外定义，那么不仅在函数外可以访问到，在函数内也可以访问到。在函数体以外定义的变量是全局变量。

例如，定义一个全局变量 poem，然后再定义一个函数，在该函数内输出全局变量 poem 的值，代码如下：

poem = '花有重开日，人无再少年'  # 全局变量
def function():
    print('函数体内：全局变量poem =', poem)  # 在函数体内输出全局变量的值
function()  # 调用函数
print('函数体外：全局变量poem =', poem)  # 在函数体外输出全局变量的值

运行上面的代码，将显示以下内容：

函数体内：全局变量poem = 花有重开日，人无再少年
函数体外：全局变量poem = 花有重开日，人无再少年

说明：当局部变量与全局变量重名时，对函数体的变量进行赋值后，不影响函数体外的变量。也就是各敲各的锣，各打各的鼓。

例如，在函数体外定义一个全局变量 a，并赋值为 100，在函数体内定义一个局部变量 a，并赋值为 10，代码如下所示：

a = 100  # 定义一个全局变量
def function():
    a = 10  # 定义局部变量
    print(a)  # 输出局部变量的值
function()  # 调用函数
print(a)  # 输出全局变量的值

执行结果如下所示：

10100

(2) 在函数体内定义，并且使用 global 关键字修饰后，该变量也就变为全局变量。在函数体外也可以访问到该变量，并且在函数体内还可以对其进行修改。

例如，在函数体内定义一个变量，使用 global 关键字修饰。代码如下所示：

poem = '天若有情天亦老，人间正道是沧桑'  # 全局变量
print('函数体外：poem =', poem)  # 在函数体外输出全局变量的值
def function():
    global poem  # 将poem声明为全局变量
    poem = '人生得意须尽欢，莫使金樽空对月'  # 全局变量
    print('函数体内：poem =', poem)  # 在函数体内输出全局变量的值
function()  # 调用函数
print('函数体外：poem =', poem)  # 在函数体外输出全局变量的值

运行上面的代码，将显示以下内容：

函数体外：poem = 天若有情天亦老，人间正道是沧桑
函数体内：poem = 人生得意须尽欢，莫使金樽空对月
函数体外：poem = 人生得意须尽欢，莫使金樽空对月

从上面的结果中可以看出，通过 global 关键字修饰的全局变量，是可以在函数体内部修改全局变量的值。

说明：尽管Python允许全局变量和局部变量重名，但是在实际开发时，不建议这么做，因为这样容易让代码混乱，很难分清哪些是全局变量，哪些是局部变量。