Python でローカル変数とグローバル変数から変数のスコープを解析する

クラスベースのオブジェクト指向プログラミングであれ、単純な関数内の変数の定義であれ、変数のスコープは常に Python の学習において理解し、習得する必要があるリンクです。Python の変数の包括的な分析から始めましょう。ローカル変数とグローバル変数のスコープについては、

グローバル変数とローカル変数を理解する
1 を参照してください。定義された関数内の変数名が = 記号の前にある場合は、それを参照できます。ローカル変数として定義されているものとみなされます。この場合、グローバル変数で変数名が使用されているかどうかに関係なく、関数内ではローカル変数が使用されます。例:

  num = 100
  def func():
    num = 123
    print num
  func()

出力結果は 123 です。関数内で定義した変数名 num はローカル変数であり、グローバル変数をカバーしていることを説明します。別の例:

  num = 100
  def func():
    num += 100
    print num
  func()

出力結果は次のとおりです: UnboundLocalError: 割り当て前にローカル変数 'num' が参照されました。エラー メッセージ: ローカル変数 num は割り当て前に適用されます。つまり、変数が定義されずに誤って使用されています。これは、ここで定義されているのはローカル変数であり、グローバル変数ではないことを再度証明しています。

2. 関数内の変数名が初めて出現する場合、= 記号の後に出現する場合、および以前にグローバル変数として定義されている場合は、そのグローバル変数がここで参照されます。例:

  num = 100
  def func():
    x = num + 100
    print x
  func()

出力結果は 200 です。変数名 num がこれまでにグローバル変数として定義されていない場合、「変数は定義されていません」というエラー メッセージが表示されます。例:

  def func():
    x = num + 100
    print x
  func()

出力結果は次のようになります: NameError: グローバル名 'num' が定義されていません。

3. 関数内で変数を使用する場合、変数名にグローバル変数とローカル変数の両方がある場合、デフォルトでローカル変数が使用されます。例:

  num = 100
  def func():
    num = 200
    x = num + 100
    prinx x
  func()

出力結果は 300 です。

4. 関数内で変数をグローバル変数として定義する場合は、キーワード global を使用する必要があります。例:

  num = 100
  def func():
    global num
    num = 200
    print num
  func()
  print num

出力結果はそれぞれ 200 と 200 です。これは、関数内の変数名 num がグローバル変数として定義され、値 200 が割り当てられていることを示しています。別の例:

  num = 100
  def func():
    global num
    num = 200
    num += 100
    print num
  func()
  print num

出力結果はそれぞれ 300 と 300 です。

上記のグローバル変数とローカル変数の適用シナリオの結果と組み合わせて、入力フィールドの教師コードの前半（中国語部分のコメント）を分析してみました。

  # calculator with all buttons

  import simplegui

  # intialize globals
  store = 0
  operand = 0

ここでの呼び出し simplegui モジュールは http://www.php.cn/ でエラーなく動作します。ただし、このモジュールは Python 環境で直接使用することはできず、最初に SimpleGUICS2Pygame パッケージをインストールする必要があります。

  # event handlers for calculator with a store and operand

  def output():
  """prints contents of store and operand"""
    print "Store = ", store
    print "Operand = ", operand
    print ""

は、定義された関数output()でグローバル変数storeとオペランドを直接使用します。ポイント2を参照してください。

  def swap():
  """ swap contents of store and operand"""
    global store, operand
    store, operand = operand, store
    output()

定義した関数swap()では、まずstoreとoperandのグローバル変数を定義します。これを行わないと、値が割り当てられずに使用されたことを示すエラー メッセージが表示されます。ポイント1を参照してください。同時に、関数 swap() において、キーワード global がない場合、store と operand はデフォルトのローカル変数であり、= の右側の部分が使用されるのは間違っている、と理解できますか?割り当てなしで。ポイント 3 を参照してください。

  def add():
  """ add operand to store"""

    global store
    store = store + operand
    output()

ここで、2 週間のコース学習以来、最初の問題に遭遇しました。それが、add() 関数がストアをグローバル変数としてのみ定義し、同じ方法でオペランドを定義しない理由です。ポイント 1 と組み合わせると、ローカル変数としてのストアは事前に値が割り当てられていないため直接使用できませんが、オペランドは事前に定義したグローバル変数を直接呼び出すことで使用できます。

変数スコープ
変数スコープ (スコープ) は、Python の罠に陥りやすい場所です。
Python には合計 4 つのスコープがあります。

L (ローカル) ローカル スコープ
E (囲み) クロージャー関数の外側の関数内
G (グローバル) グローバル スコープ
B (組み込み) 構築スコープ
L --> のルールに従って検索されます。 到着すると、グローバル検索に進み、次に組み込み検索に進みます。

Python の def/class/lambda を除き、if/elif/else/try/excel for/while などの他の関数はスコープを変更できません。内部で定義された変数には、引き続き外部からアクセスできます。

>>> if True:
...   a = 'I am A'
... 
>>> a
'I am A'

if 言語で定義された変数 a は、引き続き外部からアクセスできます。
ただし、if が def/class/lambda でラップされて内部的に割り当てられている場合、この function/class/lambda のローカル スコープになることに注意してください。
def/class/lambda 内の代入はローカル スコープになります。ローカル スコープはグローバル スコープをカバーしますが、グローバル スコープには影響しません。

g = 1 #全局的
def fun():
  g = 2 #局部的
  return g

print fun()
# 结果为2
print g
# 结果为1

しかし注意してください、関数内でグローバル変数を参照したい場合、それを無視すると次のようなエラーが発生することがあります:

#file1.py
var = 1
def fun():
  print var
  var = 200
print fun()

#file2.py
var = 1
def fun():
  var = var + 1
  return var
print fun()

这两个函数都会报错UnboundLocalError: local variable 'var' referenced before assignment
在未被赋值之前引用的错误！为什么？因为在函数的内部，解释器探测到var被重新赋值了，所以var成为了局部变量，但是在没有被赋值之前就想使用var，便会出现这个错误。解决的方法是在函数内部添加 globals var 但运行函数后全局的var也会被修改。

闭包Closure
闭包的定义：如果在一个内部函数里，对在外部函数内（但不是在全局作用域）的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包(closure)

函数嵌套/闭包中的作用域：

a = 1
def external():
  global a
  a = 200
  print a

  b = 100
  def internal():
    # nonlocal b
    print b
    b = 200
    return b

  internal()
  print b

print external()

一样会报错- 引用在赋值之前，Python3有个关键字nonlocal可以解决这个问题，但在Python2中还是不要尝试修改闭包中的变量。 关于闭包中还有一个坑：

from functools import wraps

def wrapper(log):
  def external(F):
    @wraps(F)
    def internal(**kw):
      if False:
        log = 'modified'
      print log
    return internal
  return external

@wrapper('first')
def abc():
  pass

print abc()

也会出现 引用在赋值之前 的错误，原因是解释器探测到了 if False 中的重新赋值，所以不会去闭包的外部函数（Enclosing）中找变量，但 if Flase 不成立没有执行，所以便会出现此错误。除非你还需要else: log='var' 或者 if True 但这样添加逻辑语句就没了意义，所以尽量不要修改闭包中的变量。

好像用常规的方法无法让闭包实现计数器的功能，因为在内部进行 count +=1 便会出现 引用在赋值之前 的错误，解决办法：（或Py3环境下的 nonlocal 关键字）

def counter(start):
    count =[start]
    def internal():
      count[0] += 1
      return count[0]
    return internal

count = counter(0)
for n in range(10):
  print count()
# 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10

count = counter(0)
print count()
# 1

由于 list 具有可变性，而字符串是不可变类型。

locals() 和 globals()
globals()
global 和 globals() 是不同的，global 是关键字用来声明一个局部变量为全局变量。globals() 和 locals() 提供了基于字典的访问全局和局部变量的方式

比如：如果函数1内需要定义一个局部变量，名字另一个函数2相同，但又要在函数1内引用这个函数2。

def var():
  pass

def f2():
  var = 'Just a String'
  f1 = globals()['var']
  print var
  return type(f1)

print f2()
# Just a String
# <type &#39;function&#39;>

locals()
如果你使用过Python的Web框架，那么你一定经历过需要把一个视图函数内很多的局部变量传递给模板引擎，然后作用在HTML上。虽然你可以有一些更聪明的做法，还你是仍想一次传递很多变量。先不用了解这些语法是怎么来的，用做什么，只需要大致了解locals()是什么。
可以看到，locals()把局部变量都给打包一起扔去了。

@app.route('/')
def view():
  user = User.query.all()
  article = Article.query.all()
  ip = request.environ.get('HTTP_X_REAL_IP',     request.remote_addr)
  s = 'Just a String'
  return render_template('index.html', user=user,
      article = article, ip=ip, s=s)
  #或者 return render_template('index.html', **locals())

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