Python学习之变量的做用域

学习地址：http://www.jianshu.com/p/17a9d8584530

一、变量做用域LEGB

1.1变量的做用域

在Python程序中建立、改变、查找变量名时，都是在一个保存变量名的空间中进行，咱们称之为命名空间，也被称之为做用域。python的做用域是静态的，在源代码中变量名被赋值的位置决定了该变量能被访问的范围。即Python变量的做用域由变量所在源代码中的位置决定。

1.2高级语言对数据类型的使用过程

通常的高级语言在使用变量时，都会有下面4个过程。固然在不一样的语言中也会有着区别。

1. 声明变量：让编辑器知道有这一个变量的存在
2. 定义变量：为不一样数据类型的变量分配内存空间
3. 初始化：赋值，填充分配好的内存空间
4. 引用：经过引用对象(变量名)来调用内存对象(内存数据)

1.3做用域的产生

就做用域而言，Python与C有着很大的区别，在Python中并非全部的语句块中都会产生做用域。只有当变量在Module(模块)、Class(类)、def(函数)中定义的时候，才会有做用域的概念。看下面的代码：

#!/usr/bin/env python
def func():
    variable = 100
    print variable
print variable

代码的输出为：

NameError: name 'variable' is not defined

在做用域中定义的变量，通常只在做用域中有效。 须要注意的是：在if-elif-else、for-else、while、try-except\try-finally等关键字的语句块中并不会产成做用域。看下面的代码：

if True:
    variable = 100
    print (variable)
print ("******")
print (variable)

代码的输出为：

100
******
100

因此，能够看到，虽然是在if语句中定义的variable变量，可是在if语句外部仍然可以使用。

1.4做用域的类型：

在Python中，使用一个变量时并不严格要求须要预先声明它，可是在真正使用它以前，它必须被绑定到某个内存对象(被定义、赋值)；这种变量名的绑定将在当前做用域中引入新的变量，同时屏蔽外层做用域中的同名变量。

L(local)局部做用域

局部变量：包含在def关键字定义的语句块中，即在函数中定义的变量。每当函数被调用时都会建立一个新的局部做用域。Python中也有递归，即本身调用本身，每次调用都会建立一个新的局部命名空间。在函数内部的变量声明，除非特别的声明为全局变量，不然均默认为局部变量。有些状况须要在函数内部定义全局变量，这时可使用global关键字来声明变量的做用域为全局。局部变量域就像一个 栈，仅仅是暂时的存在，依赖建立该局部做用域的函数是否处于活动的状态。因此，通常建议尽可能少定义全局变量，由于全局变量在模块文件运行的过程当中会一直存在，占用内存空间。
注意：若是须要在函数内部对全局变量赋值，须要在函数内部经过global语句声明该变量为全局变量。

E(enclosing)嵌套做用域

E也包含在def关键字中，E和L是相对的，E相对于更上层的函数而言也是L。与L的区别在于，对一个函数而言，L是定义在此函数内部的局部做用域，而E是定义在此函数的上一层父级函数的局部做用域。主要是为了实现Python的闭包，而增长的实现。

G(global)全局做用域

即在模块层次中定义的变量，每个模块都是一个全局做用域。也就是说，在模块文件顶层声明的变量具备全局做用域，从外部开来，模块的全局变量就是一个模块对象的属性。
注意：全局做用域的做用范围仅限于单个模块文件内

B(built-in)内置做用域

系统内固定模块里定义的变量，如预约义在builtin 模块内的变量。

1.5变量名解析LEGB法则

搜索变量名的优先级：局部做用域 > 嵌套做用域 > 全局做用域 > 内置做用域
LEGB法则： 当在函数中使用未肯定的变量名时，Python会按照优先级依次搜索4个做用域，以此来肯定该变量名的意义。首先搜索局部做用域(L)，以后是上一层嵌套结构中def或lambda函数的嵌套做用域(E)，以后是全局做用域(G)，最后是内置做用域(B)。按这个查找原则，在第一处找到的地方中止。若是没有找到，则会出发NameError错误。

几个实例：

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()的局部变量，可是在打印时并无绑定内存对象。

　　variable = 200 #由于这里，因此variable就变为了局部变量

test_scopt()

print variable

上面的例子会报出错误，由于在执行程序时的预编译可以在test_scopt()中找到局部变量variable(对variable进行了赋值)。在局部做用域找到了变量名，因此不会升级到嵌套做用域去寻找。可是在使用print语句将变量variable打印时，局部变量variable并有没绑定到一个内存对象(没有定义和初始化，即没有赋值)。本质上仍是Python调用变量时遵循的LEGB法则和Python解析器的编译原理，决定了这个错误的发生。因此，在调用一个变量以前，须要为该变量赋值(绑定一个内存对象)。
注意：为何在这个例子中触发的错误是UnboundLocalError而不是NameError：name ‘variable’ is not defined。由于变量variable不在全局做用域。 Python中的模块代码在执行以前，并不会通过预编译，可是模块内的函数体代码在运行前会通过预编译，所以无论变量名的绑定发生在做用域的那个位置，都能被编译器知道。Python虽然是一个静态做用域语言，但变量名查找是动态发生的，直到在程序运行时，才会发现做用域方面的问题