Python中函数的作用域

2023-01-18 | 阅读：次

引用传递与值传递

可变对象为引用传递（传址），不可变对象为值传递（传值）。

传值和传址的区别传值就是传入一个参数的值，传址就是传入一个参数的地址，也就是内存的地址（相当于指针）。他们的区别是如果函数里面对传入的参数重新赋值，函数外的全局变量是否相应改变，用传值传入的参数是不会改变的，用传址传入就会改变。

Python函数参数传递方式：传递对象引用（传值和传址的混合方式），如果是数字，字符串，元组（不可变对象）则传值；如果是列表，字典（可变对象）则传址；

举个例子：

a=1
def f(a):
    a+=1
f(a)
print(a)

结果如下：

这段代码里面，因为a是数字类型，所以是传值的方式，a的值并不会变，输出为1

a=[1]
def f(a):
    a[0]+=1
f(a)
print(a)

结果如下：

[2]

这段代码里面，因为a的类型是列表，所以是传址的形式，$a[0]$的值会改变，输出为$[2]$.

我们再打印一下a的地址：

def changelist(a):
    a.append(0)
    print(id(a))
    print(a)
a = [4,5,6]

changelist(a)
print("-"*60)
print(id(a))
print(a)

返回结果为：

2375999356032
[4, 5, 6, 0]
------------------------------------------------------------
2375999356032
[4, 5, 6, 0]

发现在函数内部和函数外部，a的地址是一样的，说明a是传址的，而且在函数内部改变了a的值，函数外部的a的值也改变了。

函数作用域

所谓作用域（Scope），就是变量的有效范围，就是变量可以在哪个范围以内使用。有些变量可以在整段代码的任意位置使用，有些变量只能在函数内部使用，有些变量只能在 for 循环内部使用。

Python局部变量

在函数内部定义的变量，它的作用域也仅限于函数内部，出了函数就不能使用了，我们将这样的变量称为局部变量（Local Variable）。

要知道，当函数被执行时，Python 会为其分配一块临时的存储空间，所有在函数内部定义的变量，都会存储在这块空间中。而在函数执行完毕后，这块临时存储空间随即会被释放并回收，该空间中存储的变量自然也就无法再被使用。

举例子：

def demo():
    add = "http://c.biancheng.net/python/"
    print("函数内部 add =",add)
demo()
print("函数外部 add =",add)

运行结果如下：

函数内部 add = http://c.biancheng.net/python/
Traceback (most recent call last):

  File "<ipython-input-3-3af67579cb4d>", line 5, in <module>
    print("函数外部 add =",add)

NameError: name 'add' is not defined

可以看到，如果试图在函数外部访问其内部定义的变量，Python 解释器会报 NameError 错误，并提示我们没有定义要访问的变量，这也证实了当函数执行完毕后，其内部定义的变量会被销毁并回收。

Python全局变量

除了在函数内部定义变量，Python 还允许在所有函数的外部定义变量，这样的变量称为全局变量（Global Variable）。

和局部变量不同，全局变量的默认作用域是整个程序，即全局变量既可以在各个函数的外部使用，也可以在各函数内部使用。

定义全局变量的方式有以下 2 种：

在函数体外定义的变量，一定是全局变量，在函数内部也可以使用。
在函数体内定义全局变量。即使用 global 关键字对变量进行修饰后，该变量就会变为全局变量。

查看变量作用域

globals()函数

globals() 函数为 Python 的内置函数，它可以返回一个包含全局范围内所有变量的字典，该字典中的每个键值对，键为变量名，值为该变量的值。

举例子：

#全局变量
Pyname = "Python教程"
Pyadd = "http://c.biancheng.net/python/"
def text():
    #局部变量
    Shename = "shell教程"
    Sheadd= "http://c.biancheng.net/shell/"
print(globals())

输出结果如下：

{ ...... , 'Pyname': 'Python教程', 'Pyadd': 'http://c.biancheng.net/python/', ......}

这个结果中，我们可以看到，全局变量 Pyname 和 Pyadd 的键值对都被包含在了 globals() 函数返回的字典中。

locals()函数

locals() 函数也是 Python 内置函数之一，通过调用该函数，我们可以得到一个包含当前作用域内所有变量的字典。这里所谓的“当前作用域”指的是，在函数内部调用 locals() 函数，会获得包含所有局部变量的字典；而在全局范文内调用 locals() 函数，其功能和 globals() 函数相同。

#全局变量
Pyname = "Python教程"
Pyadd = "http://c.biancheng.net/python/"
def text():
    #局部变量
    Shename = "shell教程"
    Sheadd= "http://c.biancheng.net/shell/"
    print("函数内部的 locals:")
    print(locals())
text()
print("函数外部的 locals:")
print(locals())

程序执行结果为：

函数内部的 locals:
{'Sheadd': 'http://c.biancheng.net/shell/', 'Shename': 'shell教程'}
函数外部的 locals:
{...... , 'Pyname': 'Python教程', 'Pyadd': 'http://c.biancheng.net/python/', ...... }

当使用 locals() 函数获取所有全局变量时，和 globals() 函数一样，其返回的字典中会默认包含有很多变量，这些都是 Python 主程序内置的，读者暂时不用理会它们。

var(object)函数

vars() 函数也是 Python 内置函数，其功能是返回一个指定 object 对象范围内所有变量组成的字典。如果不传入object 参数，vars() 和 locals() 的作用完全相同。

Pyname = "Python教程"
Pyadd = "http://c.biancheng.net/python/"
class Demo:
    name = "Python 教程"
    add = "http://c.biancheng.net/python/"
print("有 object：")
print(vars(Demo))
print("无 object：")
print(vars())

程序执行结果为：

有 object：
{...... , 'name': 'Python 教程', 'add': 'http://c.biancheng.net/python/', ......}
无 object：
{...... , 'Pyname': 'Python教程', 'Pyadd': 'http://c.biancheng.net/python/', ...... }