python 全局变量

Question

题目描述

函数内全局变量引用的理解

题目来源及自己的思路

自学中发现的理解问题

相关代码

// 请把代码文本粘贴到下方（请勿用图片代替代码）

c = 1
def test():
    c= c+1
    print(c)
test()

错误：输出c未被初始化

c = 1
def test():
    a= c+1
    print(a)
test()

输出：2

个人理解不知道正确否

python赋值，先进行=右边的计算，进行了c的引用，再进行了c的赋值，就报错了，变量必须先赋值在引用。
和全局挂钩理解是不是：
一般情况下：函数内部可以调用全局的引用，但不能对其赋值， 除非global,nonlocal或者参数传入

Answer 1

理解的都没问题。但我想聊聊出现这种情况的原因。在讲原因之前，需要先知道python中变量的搜索顺序，这个顺序是 LGB （不考虑闭包情况）即local本地，global全局，builtin内建。比如：

a = 1
def test():
    a = 3
    print(a)
test()

函数内声明了局部变量 a ，在打印中使用，在本地环境中命中，因此使用的是 3。

也许你会问这个知识点我早就知道了，这和本问题有什么关系呢？

有的，难道你不觉得奇怪吗？报错是变量未初始化，而不是变量未定义。

题目中函数内 c= c+1 就已经表明了声明的变量 c 是属于局部变量的。 按理说，先执行赋值语句右侧，而此时 c 并没有声明，应该在全局环境命中才对啊。所以想象中的结果应该是局部变量 c = 2 而全局变量的 c 保持原值。

但是，这只都是想当然。讲了这么多其实我是想引出，python虽然是动态语句，但它还是会对代码做扫描工作的，会有收集有用的静态信息。函数的应该信息会放在 code 对象中，里面的信息就包含了局部变量名称的集合，可以通过 co_varnames 得到，如下：

c = 1
def test():
    c= c+1
    a = 3   # 另一个局部变量
    print(c)

print(test.__code__.co_varnames)    # ('c', 'a')

因此，函数test在执行前，变量 c 就已经被声明在局部变量环境中了，而不是我们自认为的当赋值语句运行后才会在局部变量里。于是，这就导致了报错信息是变量未初始化而不是变量未定义。

====== 分割线 =========
题主评论要求：

关于变量的初始化，定义，创建这三者关系，能帮忙疏导一下理解吗?

这三个意思基本差不多，没必要分得太开。把变量环境理解成一个字典 name_env = dict() 其实就很好理解了（事实上python底层也确实是这样处理的）。对于在这个环境内要创建一个名为 a 的变量，就可以是 name_env['a'] = value 的形式了。

这个过程也就是赋值语句形如 a = value 时会调用赋值的指令 STORE_NAME 。我们看一下这个赋值过程你就理解了。
这部分代码在 ceval.c 中，详见 ceval.c

TARGET(STORE_NAME) {
  PyObject *name = GETITEM(names, oparg);
  PyObject *v = POP();
  PyObject *ns = f->f_locals;
  int err;
  if (ns == NULL) {
      PyErr_Format(PyExc_SystemError,
                   "no locals found when storing %R", name);
      Py_DECREF(v);
      goto error;
  }
  if (PyDict_CheckExact(ns))
      err = PyDict_SetItem(ns, name, v);
  else
      err = PyObject_SetItem(ns, name, v);
  Py_DECREF(v);
  if (err != 0)
      goto error;
  DISPATCH();
}

代码不多，可以逐个分析下，第一行获得的 name 就是赋值语句 a = value 的 a，a以python类型 str 形式存在。第二行 v 从栈中获取，也就是 value 的值。第三行 ns 是从帧对象中获得局部变量环境（大多数情况下是个字典类型，如果帧环境不在函数或类中，取得的是全局变量环境）。PyDict_SetItem(ns, name, v); 和 PyObject_SetItem(ns, name, v); 就可以理解为 ns[name] = v 和 setattr(ns, name, v) 了，创建过程就是这样了。

变量究竟是创建还是初始化还是覆盖已有的变量值，其实底层并不关心。

回到本地中，本地变量的符号表会保存在静态信息里面，我猜测搜索变量时有优先去静态信息中得到信息，来更快的知道变量应该是在局部还是全局中查找吧。

Answer 2

理解没问题

如果直接打印C+1是可以的。

c = 1
def test():
    print(c+1)
test()

2

使用了golbal会使得全局变量也发生变化

c = 1
def test():
    global c
    c = c + 1
    print(c)
test()
print(c)

2
2

Answer 3

• 内部函数 不修改 全局变量可以访问全局变量
• 内部函数 修改 同名全局变量，则 python 会认为它是一个局部变量

即： 如果在函数中对全局变量进行赋值修改， 就会出现 Unbound-LocalError.

注: 不仅是对于 全局变量 是这样， 对于所有 父 作用域的 子 作用域都是如此， 如嵌套函数等.

当然，你可以用 global 声明那个变量是全局的。

Answer 4

函数作用域问题，因为c += 1 c是函数内局部变量，所以就会有c未定义。
同一作用域下的同一变量，不能来自两个作用域。
c =c + 1。无法要求等号左右两侧，来自不同作用域。
代码不能具有二异性