儿童python教程130：Python变量作用域（全局变量和局部变量）

在程序中定义一个变量时，这个变量是有作用范围的，变量的作用范围被称为它的作用域。换句话说，变量的作用域指的是程序代码能够访问该变量的区域，如果超过该区域，将无法访问该变量。

根据定义变量的位置（有效范围），可以将变量分为局部变量和全局变量。 Python局部变量局部变量是指在函数内部定义并使用的变量，它只在函数内部有效。

每个函数在执行时，系统都会为该函数分配一块“临时内存空间”，所有的局部变量都被保存在这块临时内存空间内。当函数执行完成后，这块内存空间就被释放了，这些局部变量也就失效了，因此离开函数之后就不能再访问局部变量了，否则解释器会抛出 NameError 错误。

例如：


def text():

    demo = '考高分网'

    print(demo)

text()

#此处获取局部变量值会引发错误

print('局部变量 demo 的值为：',demo)

运行结果为：

考高分网
Traceback (most recent call last):
File "C:UsersmengmaDesktop1.py", line 5, in
print('局部变量 demo 的值为：',demo)
NameError: name 'demo' is not defined

Python全局变量和局部变量相对应，全局变量指的是能作用于函数内外的变量，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，例如：
```
demo = "考高分网"

def text():

    print("函数体内访问：",demo)

text()

print('函数体外访问：',demo)
```
运行结果为：
函数体内访问：考高分网
函数体外访问：考高分网
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。例如：
```
def text():

    global demo

    demo = "考高分网"

    print("函数体内访问：",demo)

text()

print('函数体外访问：',demo)
```
运行结果为：
函数体内访问：考高分网
函数体外访问：考高分网
注意，在使用 global 关键字修饰变量名时，不能直接给变量赋初值，否则会引发语法错误。

获取指定作用域范围中的变量不管是在函数的局部范围内还是在全局范围内，都可能存在多个变量，每个变量“持有”该变量的值。从这个角度来看，不管是局部范围还是全局范围，这些变量和它们的值就像一个“看不见”的字典，其中变量名就是字典的 key，变量值就是字典的 value。实际上，Python 提供了如下三个工具函数来获取指定范围内的“变量字典”：

globals()：该函数返回全局范围内所有变量组成的“变量字典”。
locals()：该函数返回当前局部范围内所有变量组成的“变量字典”。
vars(object)：获取在指定对象范围内所有变量组成的“变量字典”。如果不传入object 参数，vars() 和 locals() 的作用完全相同。

globals() 和 locals() 看似完全不同，但它们实际上也是有联系的，关于这两个函数的区别和联系大致有以下两点：

locals() 总是获取当前局部范围内所有变量组成的“变量字典”，因此，如果在全局范围内（在函数之外）调用 locals() 函数，同样会获取全局范围内所有变量组成的“变量字典”；而 globals() 无论在哪里执行，总是获取全局范围内所有变量组成的“变量字典”。
一般来说，使用 locals() 和 globals() 获取的“变量字典”只应该被访问，不应该被修改。但实际上，不管是使用 globals() 还是使用 locals() 获取的全局范围内的“变量字典”，都可以被修改，而这种修改会真正改变全局变量本身：但通过 locals() 获取的局部范围内的“变量字典”，即使对它修改也不会影响局部变量。

下面程序示范了如何使用 locals()、globals() 函数访问局部范围和全局范围内的“变量字典”：


def test ():

    age = 20

    # 直接访问age局部变量

    print(age) # 输出20

    # 访问函数局部范围的“变量数组”

    print(locals()) # {'age': 20}

    # 通过函数局部范围的“变量数组”访问age变量

    print(locals()['age']) # 20

    # 通过locals函数局部范围的“变量数组”改变age变量的值

    locals()['age'] = 12

    # 再次访问age变量的值

    print('xxx', age) # 依然输出20

    # 通过globals函数修改x全局变量

    globals()['x'] = 19

x = 5

y = 20

print(globals()) # {..., 'x': 5, 'y': 20}

# 在全局访问内使用locals函数，访问的是全局变量的“变量数组”

print(locals()) # {..., 'x': 5, 'y': 20}

# 直接访问x全局变量

print(x) # 5

# 通过全局变量的“变量数组”访问x全局变量

print(globals()['x']) # 5

# 通过全局变量的“变量数组”对x全局变量赋值

globals()['x'] = 39

print(x) # 输出39

# 在全局范围内使用locals函数对x全局变量赋值

locals()['x'] = 99

print(x) # 输出99

从上面程序可以清楚地看出，locals() 函数用于访问特定范围内的所有变量组成的“变量字典”，而 globals() 函数则用于访问全局范围内的全局变量组成的“变量字典”。

在使用 globals() 或 locals() 访问全局变量的“变量字典”时，将会看到程序输出的“变量字典”默认包含了很多变量，这些都是 Python 主程序内置的，读者暂时不用理会它们。

儿童python教程130：Python变量作用域（全局变量和局部变量）

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