# 變量的作用域
[TOC]
## 特點
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范圍。即Python變量的作用域由變量所在源代碼中的位置決定。Python中并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。**
**1. 函數內部的變量，函數外部不能訪問**
```python
def func():
variable = 100
print(variable)
print(variable) # name 'variable' is not defined
```
**2. 函數上層的變量(標量)只能讀取，不能再次定義，初始化**
```python
def counter1():
n = 0
def compute():
n = n + 1 # n為標量（數值，字符串，浮點數），Python程序會因為“如果內部函數有引用外部函數的同名變量或者全局變量,并且對這個變量有修改.那么python會認為它是一個局部變量,又因為函數中沒有n的定義和賦值，所以報錯
# y = n + 1 # 更改為y就沒事
# return y
return n
return compute
```
```python
variable = 300
def test_scopt():
print(variable) # 此時調用局部變量variable并有沒綁定到一個內存對象(沒有定義和初始化，即沒有賦值)。本質上還是遵循的LEGB法則
variable = 200 #因為這里，前面調用過一次，所以variable就變為了局部變量
# print(variable) # 寫在下面就沒問題，因為variable是新的局部變量，而不是重新被定義，卻沒有綁定
test_scopt()
```
Python中的模塊代碼在執行之前，并不會經過預編譯，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,
**3. list，dict等復合變量里面的值都可以引用更改**
```python
def counter():
n = [0]
def compute():
n[0] += 1 # 更改的是n里面的第一個值，不是更改n
return n[0]
return compute
func = counter()
func() # 1
func() # 2
func() # 3
```
**4. global 聲明全局變量，如果在局部要對全局變量修改，需要在局部也要先聲明該全局變量**
```python
def counter1():
n = 0
def compute():
global n # 如果在局部要對全局變量修改，需要在局部也要先聲明該全局變量,但此處也會報錯，因為沒有全局變量n
n += 1
return n
return compute
# right
def counter1():
global n
n = 0
def compute():
global n
n += 1
return n
return compute
```
**5. nonlocal關鍵字用來在函數或其他作用域中使用外層(非全局)變量**
```python
def make_counter():
count = 0
def counter():
nonlocal count # 使用外層非全局變量
count += 1
return count
return counter
```
## 作用域的類型
在Python中，使用一個變量時并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于活動的狀態。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。
注意：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相對于更上層的函數而言也是L。與L的區別在于，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。
注意：全局作用域的作用范圍僅限于單個模塊文件內
**B(built-in)內置作用域**
系統內固定模塊里定義的變量，如預定義在builtin 模塊內的變量。
## 作用域鏈：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)，之后是上一層嵌套結構中def或lambda函數的嵌套作用域(E)，之后是全局作用域(G)，最后是內置作用域(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。
**example 1**
```python
name = "lzl"
def f1():
print(name)
def f2():
name = "eric"
f1()
f2() # 在函數未執行之前，作用域鏈就已經形成了，此時f1()的上一級應該name = 'lzl'
```
**example 2**
```python
def scope_test():
def do_local():
spam = "local spam" # 此函數定義了另外的一個spam字符串變量，并且生命周期只在此函數內。此處的spam和外層的spam是兩個變量，如果寫出spam = spam + “local spam” 會報錯
def do_nonlocal():
nonlocal spam # 使用外層的spam變量 test spam
spam = "nonlocal spam"
def do_global():
global spam
spam = "global spam"
spam = "test spam"
do_local()
print("After local assignmanent:", spam) # test spam
do_nonlocal()
print("After nonlocal assignment:",spam) # nonlocal spam
do_global()
print("After global assignment:",spam) # nonlocal spam ???? 先找是本地變量，找到的本地變量已經在do_nonlocal()里面改變了所以輸出的是nonlocal spam
scope_test()
print("In global scope:",spam) # global spam
```
