「Python 進階之路」系列 Day32寫在前面Day04 講閉包與作用域時提過nonlocal今天作為面試高頻題串講的第二篇把global/nonlocal單獨拎出來深挖——重點講一個經(jīng)常讓人摸不著頭腦的報錯明明代碼是先讀取、后賦值為什么 Python 會說這個變量還沒被賦值一、是什么兩個改寫外層變量的關(guān)鍵字global聲明函數(shù)內(nèi)某個名字指向模塊級別的全局作用域賦值會直接修改全局變量而不是創(chuàng)建局部變量nonlocal聲明函數(shù)內(nèi)某個名字指向最近一層外層函數(shù)的作用域不是全局常用于嵌套函數(shù)里修改閉包變量counter0defincrement():globalcounter counter1increment()increment()print(counter)# 2二、為什么編譯期就決定了變量歸屬Python 編譯函數(shù)體時會靜態(tài)掃描整個函數(shù)內(nèi)部——只要函數(shù)體內(nèi)任意位置對某個名字有賦值動作這個名字在整個函數(shù)體內(nèi)都會被當(dāng)成局部變量不管這行賦值實際會不會被執(zhí)行到、也不管它出現(xiàn)在讀取語句之前還是之后。global/nonlocal就是用來打破這條默認(rèn)規(guī)則的顯式聲明這個名字不要當(dāng)局部變量去外層/全局作用域找。三、怎么用1. UnboundLocalError經(jīng)典陷阱不加global函數(shù)內(nèi)對同名變量賦值只會創(chuàng)建一個新的局部變量完全不影響外部x100defmodify_x():x200print(函數(shù)內(nèi)部x:,x)modify_x()print(函數(shù)外部x:,x)# 100沒被修改更容易踩的坑是只要函數(shù)體內(nèi)某處有賦值語句哪怕賦值語句寫在讀取之后Python 也會在編譯期把這個名字整體標(biāo)記為局部變量y100defbad_read():print(y)# 想讀全局變量yy200# 但這行賦值讓Python在編譯期就把y標(biāo)記成了局部變量bad_read()# UnboundLocalError: cannot access local variable y where it is not associated with a valueprint(y)這一行看起來應(yīng)該能讀到全局的y畢竟這行代碼執(zhí)行時下面那行賦值還沒跑到但 Python 判斷y 是不是局部變量是整個函數(shù)體一次性靜態(tài)掃描的結(jié)果不是按代碼執(zhí)行順序動態(tài)判斷的——只要函數(shù)體內(nèi)有y ...整個函數(shù)體從頭到尾的y都算局部變量print(y)這行讀取的是尚未被賦值的局部變量直接報錯。2. 關(guān)鍵區(qū)別global能自動創(chuàng)建nonlocal不行存在不存在global聲明直接綁定模塊的全局作用域不存在就自動創(chuàng)建nonlocal聲明最近一層外層函數(shù)是否已存在該變量綁定到那一層直接SyntaxError不會繼續(xù)往外找global聲明的變量即使全局作用域里一開始壓根不存在也完全沒問題調(diào)用函數(shù)時會自動創(chuàng)建defcreate_new_global():globalbrand_new_var brand_new_var我是運行時被global創(chuàng)建出來的print(brand_new_varinglobals())# Falsecreate_new_global()print(brand_new_varinglobals())# Truenonlocal則要求最近一層外層函數(shù)作用域必須已經(jīng)存在這個變量否則在編譯期直接報SyntaxError不會等到運行時才發(fā)現(xiàn)defouter2():definner2():nonlocalnot_exist# outer2根本沒有not_exist這個變量not_exist1inner2()# SyntaxError: no binding for nonlocal not_exist foundnonlocal也不會跳過沒有該變量的中間層繼續(xù)往更外層或全局去找——它只認(rèn)最近一層中間層沒有就直接報錯哪怕全局作用域里恰好有同名變量mid_missing全局的mid_missingdeflevel1():deflevel2():# level2這一層沒有定義mid_missingdeflevel3():nonlocalmid_missing# level3聲明nonlocal但最近一層(level2)沒有這個變量mid_missinglevel3改的level3()level2()level1()# SyntaxError: no binding for nonlocal mid_missing found只有當(dāng)變量確實存在于最近一層外層函數(shù)時nonlocal才能正常工作deflevel1_ok():mid_varlevel1定義的deflevel2_ok():deflevel3_ok():nonlocalmid_var# 一層層往外找在level1_ok里找到了mid_varlevel3改的level3_ok()level2_ok()print(mid_var)level1_ok()# level3改的四、面試追問Q1global和nonlocal分別解決什么問題global讓函數(shù)內(nèi)的賦值直接作用于模塊級全局變量nonlocal讓嵌套函數(shù)內(nèi)的賦值作用于最近一層外層函數(shù)的變量兩者都是為了打破函數(shù)內(nèi)賦值默認(rèn)創(chuàng)建局部變量這條默認(rèn)規(guī)則。Q2為什么函數(shù)內(nèi)明明在賦值語句之前讀取變量還是會報UnboundLocalErrorPython 編譯函數(shù)體時是整體靜態(tài)掃描的只要函數(shù)體內(nèi)任意位置對某個名字有賦值這個名字在整個函數(shù)體內(nèi)都被當(dāng)成局部變量與賦值語句實際執(zhí)行到?jīng)]到、出現(xiàn)在讀取語句前后完全無關(guān)。這個判定發(fā)生在編譯期而不是按代碼實際執(zhí)行順序動態(tài)決定的。Q3global和nonlocal在變量不存在時的表現(xiàn)有什么關(guān)鍵區(qū)別global聲明的變量哪怕全局作用域里原本不存在調(diào)用時也能正常運行并自動創(chuàng)建nonlocal要求最近一層外層函數(shù)作用域必須已經(jīng)存在這個變量否則在編譯期直接拋出SyntaxError不會等到運行時才暴露問題。Q4nonlocal會不會跳過沒有該變量的中間層去更外層或全局找不會。nonlocal只認(rèn)最近一層外層函數(shù)作用域這一層沒有就直接報錯哪怕更外層或全局恰好有同名變量也不會繼續(xù)往外查找。Q5多個函數(shù)共享同一個global變量在實際項目里有什么隱患會造成隱式耦合——多個函數(shù)都能修改同一份全局狀態(tài)誰改了、什么時候改的很難追蹤尤其在多線程場景下還會引入競態(tài)條件Day17 講過。實際項目里更推薦把共享狀態(tài)封裝進類或者顯式通過參數(shù)傳遞而不是依賴分散在各處的全局變量。下一篇預(yù)告Day33 講裝飾器連環(huán)追問——圍繞帶參數(shù)的裝飾器、多個裝飾器疊加的執(zhí)行順序這些高頻細(xì)節(jié)展開。