Python學習之變量的作用域
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1、變量作用域LEGB
1.1變量的作用域
在Python程序中創建、改變、查找變量名時，都是在一個保存變量名的空間中進行，我們稱之為命名空間，也被稱之為作用域。python的作用域是靜態的，在源代碼中變量名被賦值的位置決定了該變量能被訪問的範圍。即Python變量的作用域由變量所在源代碼中的位置決定。
1.2高級語言對數據類型的使用過程
一般的高級語言在使用變量時，都會有下面4個過程。當然在不同的語言中也會有著區別。
- 聲明變量：讓編輯器知道有這一個變量的存在
- 定義變量：為不同數據類型的變量分配內存空間
- 初始化：賦值，填充分配好的內存空間
- 引用：通過引用對象(變量名)來調用內存對象(內存數據)
1.3作用域的產生
就作用域而言，Python與C有著很大的區別，在Python中並不是所有的語句塊中都會產生作用域。只有當變量在Module(模塊)、Class(類)、def(函數)中定義的時候，才會有作用域的概念。看下面的代碼：
#!/usr/bin/env python
def func():
variable = 100
print variable
print variable
代碼的輸出為：
NameError: name ‘variable‘ is not defined
在作用域中定義的變量，一般只在作用域中有效。 需要註意的是：在if-elif-else、for-else、while、try-except\try-finally等關鍵字的語句塊中並不會產成作用域。看下面的代碼：
if True:
variable = 100
print (variable)
print ("******")
print (variable)
代碼的輸出為：
100
******
100
所以，可以看到，雖然是在if語句中定義的variable變量，但是在if語句外部仍然能夠使用。
1.4作用域的類型：
在Python中，使用一個變量時並不嚴格要求需要預先聲明它，但是在真正使用它之前，它必須被綁定到某個內存對象(被定義、賦值)；這種變量名的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。
L(local)局部作用域
局部變量：包含在def關鍵字定義的語句塊中，即在函數中定義的變量。每當函數被調用時都會創建一個新的局部作用域。Python中也有遞歸，即自己調用自己，每次調用都會創建一個新的局部命名空間。在函數內部的變量聲明，除非特別的聲明為全局變量，否則均默認為局部變量。有些情況需要在函數內部定義全局變量，這時可以使用global關鍵字來聲明變量的作用域為全局。局部變量域就像一個 棧，僅僅是暫時的存在，依賴創建該局部作用域的函數是否處於活動的狀態。所以，一般建議盡量少定義全局變量，因為全局變量在模塊文件運行的過程中會一直存在，占用內存空間。
註意：如果需要在函數內部對全局變量賦值，需要在函數內部通過global語句聲明該變量為全局變量。
E(enclosing)嵌套作用域
E也包含在def關鍵字中，E和L是相對的，E相對於更上層的函數而言也是L。與L的區別在於，對一個函數而言，L是定義在此函數內部的局部作用域，而E是定義在此函數的上一層父級函數的局部作用域。主要是為了實現Python的閉包，而增加的實現。
G(global)全局作用域
即在模塊層次中定義的變量，每一個模塊都是一個全局作用域。也就是說，在模塊文件頂層聲明的變量具有全局作用域，從外部開來，模塊的全局變量就是一個模塊對象的屬性。
註意：全局作用域的作用範圍僅限於單個模塊文件內
B(built-in)內置作用域
系統內固定模塊裏定義的變量，如預定義在builtin 模塊內的變量。
1.5變量名解析LEGB法則
搜索變量名的優先級：局部作用域 > 嵌套作用域 > 全局作用域 > 內置作用域
LEGB法則： 當在函數中使用未確定的變量名時，Python會按照優先級依次搜索4個作用域，以此來確定該變量名的意義。首先搜索局部作用域(L)，之後是上一層嵌套結構中def或lambda函數的嵌套作用域(E)，之後是全局作用域(G)，最後是內置作用域(B)。按這個查找原則，在第一處找到的地方停止。如果沒有找到，則會出發NameError錯誤。
幾個實例：
1.
def func():
variable = 300
print variable
variable = 100
func() #300
print variable #100
2.
variable = 300 def test_scopt(): print variable #variable是test_scopt()的局部變量，但是在打印時並沒有綁定內存對象。 variable = 200 #因為這裏，所以variable就變為了局部變量 test_scopt() print variable 上面的例子會報出錯誤，因為在執行程序時的預編譯能夠在test_scopt()中找到局部變量variable(對variable進行了賦值)。在局部作用域找到了變量名，所以不會升級到嵌套作用域去尋找。但是在使用print語句將變量variable打印時，局部變量variable並有沒綁定到一個內存對象(沒有定義和初始化，即沒有賦值)。本質上還是Python調用變量時遵循的LEGB法則和Python解析器的編譯原理，決定了這個錯誤的發生。所以，在調用一個變量之前，需要為該變量賦值(綁定一個內存對象)。註意：為什麽在這個例子中觸發的錯誤是UnboundLocalError而不是NameError：name ‘variable’ is not defined。因為變量variable不在全局作用域。Python中的模塊代碼在執行之前，並不會經過預編譯，但是模塊內的函數體代碼在運行前會經過預編譯，因此不管變量名的綁定發生在作用域的那個位置，都能被編譯器知道。Python雖然是一個靜態作用域語言，但變量名查找是動態發生的，直到在程序運行時，才會發現作用域方面的問題
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