python3教程：变量作用域规则和nonlocal关键字的用法（python nonlocal关键字）

python3教程：变量作用域规则和nonlocal关键字的用法（python nonlocal关键字）

也许你已经觉得自己可以熟练使用python并能胜任许多开发任务，所以这篇文章是在浪费你的时间。不过别着急，我们先从一个例子开始：

i = 0def f(): print(i) i += 1 print(i) f()print(i)

猜猜看输出是什么？你会说不就是0，1，1么，真的是这样吗？

> python test.pyTraceback (most recent call last): File "a.py", line 7, in f() File "a.py", line 3, in f print(i)UnboundLocalError: local variable 'i' referenced before assignment

这是为什么？如果你还不清楚产生错误的原因，那就请继续往下阅读吧！

LEGB原则

变量的作用域，这是一个老生常谈的问题了。

在python中作用域规则可以简单的归纳为LEGB原则，也就是说，对于一个变量name，首先会从当前的作用域开始查找，如果它不在函数里那就从global开始，没找到就查找builtin作用域，如果它位于函数中，就先从local作用域查找，接着如果当前的函数是一个闭包，那么就查找外层闭包的作用域，也就是规则中的E，接着是global和builtin，如果都没找到name这个变量，则抛出NameError。

那么我们来看一段代码：

i = 100def f(): print(i)

在这段代码中，print位于builtin作用域，i位于global，那么：

在函数f中找不到这两个名字，所以从local向上查找，首先f不是闭包，因此跳过闭包作用域的查找，然后查找global，找到了i，但print还未找到，然后查找builtin，找到了print的builtin模块里的一个函数。

至此名字查找结束，调用找到的函数，输出结果100。

现在你可能更加疑惑了，既然查找规则按照LEGB的方向进行，那么test.py中的f不就应该找到i为global中的变量吗，为什么会报错呢？

名字隐藏和暂时性死区

在揭晓答案之前，我们先复习一下名字隐藏。

那么暂时性死区是什么呢？这是es6的一个概念，当你在局部作用域中定义了一个非全局的名字时，这个名字会绑定在当前作用域中，并将外部作用域的同名对象隐藏：

var i = 'hello'function f() { i = 'world' let i}

对于python来说也是一样的问题，python代码在执行前首先会被编译成字节码，这就会导致某些时候实际执行的程序会和我们看到的产生出入。不过我们有dis模块帮忙，它可以输出python对象的字节码，下面我们就来看下经过编译后的f：

> dis(f) 2 0 LOAD_GLOBAL 0 (print) 2 LOAD_FAST 0 (i) 4 CALL_FUNCTION 1 6 POP_TOP 3 8 LOAD_CONST 1 ('a') 10 STORE_FAST 0 (i) 4 12 LOAD_GLOBAL 0 (print) 14 LOAD_FAST 0 (i) 16 CALL_FUNCTION 1 18 POP_TOP 20 LOAD_CONST 0 (None) 22 RETURN_VALUE

字节码的解释在这里。

其中LOAD_FAST和STORE_FAST是读取和存储local作用域的变量，我们可以看到，i变成了局部作用域的变量！而对i的赋值早于i的定义，所以报错了。

消除暂时性死区

int i = 0;void f(void){ i++; printf("%d\n", i); // 1 const char *i = "hello"; printf("%s\n", i); // "hello"}

def f(): global i print(i) i += 1 print(i)

现在运行程序就会是你想要的结果了：

> python test.py011

如果你还是不放心，那么我们再来看看字节码：

> dis(f) 3 0 LOAD_GLOBAL 0 (print) 2 LOAD_GLOBAL 1 (i) 4 CALL_FUNCTION 1 6 POP_TOP 4 8 LOAD_CONST 1 ('a') 10 STORE_GLOBAL 1 (i) 5 12 LOAD_GLOBAL 0 (print) 14 LOAD_GLOBAL 1 (i) 16 CALL_FUNCTION 1 18 POP_TOP 20 LOAD_CONST 0 (None) 22 RETURN_VALUE

对于i的存取已经由LOAD_GLOBAL和STORE_GLOBAL接手了，没问题。

当然global也有它的局限性：

事实上需要引用非global名字的需求是极其常见的，因此为了解决global的不足，python3引入了nonlocal

假设我们有一个需求，一个函数需要知道自己被调用了多少次，最简单的实现就是使用闭包：

def closure(): count = 0 def func(): # other code count += 1 print(f'I have be called {count} times') return func

还是老问题，这样写对吗？

答案是不对，你又制造暂时性死区啦！

>>> f=closure()>>> f()Traceback (most recent call last): File "", line 1, in File "", line 5, in funcUnboundLocalError: local variable 'count' referenced before assignment

所以修正后的函数如下：

'''学习中遇到问题没人解答？小编创建了一个Python学习交流QQ群：857662006寻找有志同道合的小伙伴，互帮互助,群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书！'''def closure(): count = 0 def func(): # other code nonlocal count count += 1 print(f'I have be called {count} times') return func

测试一下：

>>> f=closure()>>> f()I have be called 1 times>>> f()I have be called 2 times>>> f()I have be called 3 times>>> f2=closure()>>> f2()I have be called 1 times

现在可以正常使用和修改闭包作用域的变量了。

总结

当然，在函数里修改外部变量往往会导致潜在的缺陷，但有时这样做又是对的，所以希望你在好好了解作用域规则的前提下合理地利用它们。

作用域规则可以总结为下：

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