Python新手在作用域方面经常容易碰到的问题


Posted in Python onApril 03, 2015

通常,当我们定义了一个全局变量(好吧,我这样说是因为讲解的需要——全局变量是不好的),我们用一个函数访问它们是能被Python理解的:
 

bar = 42
def foo():
  print bar

在这里,我们在foo函数里使用了全局变量bar,然后它也如预想的能够正常运行:
 

>>> foo()
42

这样做很酷。通常,我们在使用了这个特性之后就想在所有的代码里用上它。如果像以下的例子中使用的话还是能够正常运行的:
 

bar = [42]
def foo():
  bar.append(0)
foo()
 
>>> print bar
[42, 0]

但是,如果我们把bar变一下呢:
 

>>> bar = 42
... def foo():
...   bar = 0
... foo()
... print bar
42

我们可以看到foo函数运行的好好的并且没有抛出异常,但是当我们打印bar的值的时候会发现它的值仍然是42。造成这种情况的原因就是 bar=0 这行代码,它没有改变全局变量bar的值,而是创建了一个名字也叫bar的局部变量并且它的值为0。这是个很难发现的bug,这会让没有真正理解Python作用域的新手非常痛苦。为了理解Python是如何处理局部变量和全局变量的,我们来看一种更少见的,但是可能会更让人困惑的错误,我们在打印bar的值后定义一个叫bar这个局部变量:
 

bar = 42
def foo():
  print bar
  bar = 0

这样写应该是不会出错的,不是吗?我们在打印了值之后定义了相同名称的变量,所以这应该是不会影响的(Python毕竟是一种解释型语言),真的是这样吗?

 

出错了

这怎么可能呢?好吧,这里有两处错误。第一点就是关于Python的,作为一种解释型语言(非常酷,我们都同意这一点),是一行一行地执行的。而事实上,Python是一个声明一个声明执行的。为了让你对我想表达的意思有点感觉,赶紧打开你最爱的shell,然后输入以下代码:
 

def foo():

按回车键。正如你看到的,shell里面并没有打出任何输出而是等着让你继续函数的定义。Shell里会一直这样直到你停止定义函数。这是因为定义函数是一个声明。好吧,这是一个混合的声明,里面包含了一些其他的声明,但它仍然是一个声明。直到函数被调用,不然这个函数里的内容是不会执行的。真正执行的是一个function类型的对象被创建出来了。

这引导我们来关注第二点。再强调一下,Python的动态性和解释型的特性让我们相信当 print bar 这行被执行的时候,Python会在首先在局部作用域里寻找叫bar的变量然后再去寻找全局作用域里的。但实际上发生的是局部作用域不是完全动态的。当def 这个声明执行的时候,Python会静态地从这个函数的局部作用域里获取信息。当来到 bar=0 这行的时候(不是执行到这行代码,而是当Python解释器读到这行代码的时候),它会把'bar'这个变量加入到foo函数的局部变量列表里。当foo函数执行并且Python准备执行print bar这行的时候,它就会在局部的作用域里寻找这个变量,由于这个过程是静态的,Python知道这个变量还没有被赋值,这个变量没有值,所以抛出了异常。

你可能会问:为什么不能在声明函数的时候抛出这个异常呢?Python可以知道预先知道bar这个变量在赋值前被引用了。这个问题的答案就是Python无法知道这个局部变量bar是否被赋值了。看看下面的例子:
 

bar = 42
def foo(baz):
  if baz > 0:
    print bar
  bar = 0

Python在动态和静态之间玩了一个微妙的游戏。它唯一知道的事情就是bar是被赋值了,但它不知道在赋值前被引用这个异常是否存在直到它真的发生。好吧,老实说,它根本就不知道这个变量是否被赋值!
 

bar = 42
def foo():
  print bar
  if False:
    bar = 0
 
>>> foo()
Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#17>", line 1, in <module>
  foo()
 File "<pyshell#16>", line 3, in foo
  print bar
UnboundLocalError: local variable 'bar' referenced before assignment

看到上面的代码里面,虽然我们作为一种智能生物能够很清楚的知道不会给bar赋值。Python无视了那个事实而是仍然声明了bar这个局部变量。

关于这个问题我已经说了够长了。我们需要的是解决方案,我会在这里给出两个解决方法。
 

>>> bar = 42
... def foo():
...   global bar
...   print bar
...   bar = 0
...
... foo()
42
>>> bar
0

第一就是使用global关键字。这是不言自明的。这会让Python知道bar是一个全局变量而不是局部变量。

第二个方法,也是更推荐使用的,就是不要使用全局变量。在我的大量Python开发工作中从来没有用到global这个关键字。能知道怎么用它就行了,但最终还是要尽量避免使用它。如果你想保存在代码里至始至终用到的值的时候,把它定义为一个类的属性。用这种方法的话就完全不需要用global了,当你要用这个值的时候,通过类的属性来访问就可以了:
 

>>> class Baz(object):
...   bar = 42
...
... def foo():
...   print Baz.bar # global
...   bar = 0 # local
...   Baz.bar = 8 # global
...   print bar
...
... foo()
... print Baz.bar
42
0
8
Python 相关文章推荐
Python访问纯真IP数据库脚本分享
Jun 29 Python
Python运算符重载详解及实例代码
Mar 07 Python
Python实现的异步代理爬虫及代理池
Mar 17 Python
python操作列表的函数使用代码详解
Dec 28 Python
python放大图片和画方格实现算法
Mar 30 Python
python处理“
Jun 10 Python
使用PyQt4 设置TextEdit背景的方法
Jun 14 Python
python读取图片的方式,以及将图片以三维数组的形式输出方法
Jul 03 Python
详解python中eval函数的作用
Oct 22 Python
Python数组拼接np.concatenate实现过程
Apr 18 Python
python代码实现将列表中重复元素之间的内容全部滤除
May 22 Python
解决python便携版无法直接运行py文件的问题
Sep 01 Python
Python中设置变量作为默认值时容易遇到的错误
Apr 03 #Python
用Python编写一个简单的Lisp解释器的教程
Apr 03 #Python
举例讲解Python中is和id的用法
Apr 03 #Python
详解Python2.x中对Unicode编码的使用
Apr 03 #Python
对于Python中线程问题的简单讲解
Apr 03 #Python
python BeautifulSoup设置页面编码的方法
Apr 03 #Python
用Python编写一个简单的FUSE文件系统的教程
Apr 02 #Python
You might like
PHP中使用socket方式GET、POST数据实例
2015/04/02 PHP
thinkphp 抓取网站的内容并且保存到本地的实例详解
2017/08/25 PHP
使用JS操作页面表格,元素的一些技巧
2007/02/02 Javascript
关于javascript中this关键字(翻译+自我理解)
2010/10/20 Javascript
jQuery中insertAfter()方法用法实例
2015/01/08 Javascript
js实现的简单图片浮动效果完整实例
2016/05/10 Javascript
原生JS和jQuery操作DOM对比总结
2017/01/19 Javascript
详解angularJs指令的3种绑定策略
2017/04/13 Javascript
JavaScript之filter_动力节点Java学院整理
2017/06/28 Javascript
基于angular-utils-ui-breadcrumbs使用心得(分享)
2017/11/03 Javascript
bootstrap table表格插件之服务器端分页实例代码
2018/09/12 Javascript
vue不操作dom实现图片轮播的示例代码
2019/12/18 Javascript
使用Python下的XSLT API进行web开发的简单教程
2015/04/15 Python
python比较2个xml内容的方法
2015/05/11 Python
Python控制键盘鼠标pynput的详细用法
2019/01/28 Python
python快排算法详解
2019/03/04 Python
Python3多线程版TCP端口扫描器
2019/08/31 Python
Python 3.8正式发布重要新功能一览
2019/10/17 Python
让你的Python代码实现类型提示功能
2019/11/19 Python
python离线安装外部依赖包的实现
2020/02/13 Python
详解用Python进行时间序列预测的7种方法
2020/03/13 Python
jupyter 中文乱码设置编码格式 避免控制台输出的解决
2020/04/20 Python
浅谈python3打包与拆包在函数的应用详解
2020/05/02 Python
CSS3.0实现霓虹灯按钮动画特效的示例代码
2021/01/12 HTML / CSS
HTML5中语义化 b 和 i 标签
2008/10/17 HTML / CSS
仿CSDN Blog返回页面顶部功能实现原理及代码
2013/06/30 HTML / CSS
Guess美国官网:美国知名服装品牌
2019/04/08 全球购物
美国渔具店:FishUSA
2019/08/07 全球购物
大学生创业感言
2014/01/25 职场文书
行政工作试用期自我评价
2014/09/14 职场文书
人事代理委托书
2014/09/27 职场文书
2014年纪检监察工作总结
2014/11/11 职场文书
个人自荐书怎么写
2015/03/26 职场文书
大学生村官驻村工作心得体会
2016/01/23 职场文书
多人股份制合作协议书
2016/03/19 职场文书
Innodb存储引擎中的后台线程详解
2022/04/03 MySQL