Python基础 :变量作用域

[QPY课程团队]

 变量作用域（局部、全局和非局部）

项目：构建一个“计数器跟踪器”应用程序，以探索变量作用域的行为。

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01. 学习目标

通过本课的学习，你将能够：

• 理解局部、全局和非局部变量的工作原理
• 识别函数内外的变量可见性
• 正确使用global和nonlocal关键字
• 应用LEGB规则来预测变量访问顺序

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02. 问题场景

你正在创建一个小程序，用于计算一个函数被调用的次数。

在此过程中，你注意到一些变量消失或未按预期更新。

让我们探索作用域——控制变量可以被访问的概念。

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03. 第一步 – 局部变量

在函数内部声明的变量仅在该函数执行期间存在。

def show_number():
    x = 10   # 局部变量
    print("Inside function:", x)

show_number()
# print(x)   # 错误！(x 在外部未定义)

当函数结束时，局部变量会被销毁。

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04. 第2步 – 全局变量

在任何函数外部声明的变量可以在程序的任何地方使用。

y = 20   # 全局变量

def print_global():
    print("在函数内部：", y)

print_global()
print("在函数外部：", y)

全局变量在整个程序中持续存在。

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05. 第三步 – 修改全局变量

如果你想在函数内部改变一个全局变量，请使用global关键字。

count = 0

def increase():
    global count
    count += 1

increase()
increase()
print(count)   # 2

⚠️ 避免过度使用 global。这会使你的代码 难以调试。

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06. 第4步 – 局部与全局命名冲突

如果局部变量和全局变量共享相同的名称，
局部变量在 函数内部 优先级更高。

x = 100

def test():
    x = 50   # 局部变量（遮蔽了全局变量）
    print("在函数内部：", x)

test()
print("在函数外部：", x)
# 内部函数: 50 # 外部函数: 100

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07. 第5步 – LEGB规则

当Python查找一个变量时，它遵循以下顺序：

级别	描述
L (局部)	在当前函数内部
E (封闭)	在外部（封闭）函数内部
G (全局)	在任何函数外部定义
B (内置)	Python的内置名称

x = “global”

def outer():
x = “enclosed”
def inner():
x = “local”
print(x) # local
inner()
print(x) # enclosed

outer()
print(x) # global


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08. 第6步 – nonlocal 关键字

nonlocal 允许修改封闭（外部）函数中的变量，
但不允许修改全局变量。

def outer():
    x = "enclosed"
    def inner():
        nonlocal x
        x = "changed"
        print("inner:", x)
inner() print("outer:", x)

outer()

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09. 第七步 – 实践示例

示例 1: 局部变量与全局变量

a = 5

def func():
    a = 10
print("在函数内部:", a)

func()
print(“在函数外部:“, a)

示例 2: 使用全局变量

counter = 0
def add():

global counter
counter += 1

add()
add()
print(counter) # 2

示例 3：使用 nonlocal

def outer():
msg = "Hello"

def inner():
nonlocal msg
msg = "Hi"
inner()
print(msg)

outer()

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10. 第8步 – 迷你项目：计数器追踪应用


构建一个函数，用于计算它被调用的次数，
使用 global 和 nonlocal 概念。

count = 0

def counter_app():
    global count
    count += 1
    print(f"函数被调用 {count} 次。")

for _ in range(3):
    counter_app()

附加内容 – 使用非局部变量（函数版本）

def make_counter():
    count = 0
    def increment():
        nonlocal count
        count += 1
        print(f"计数器: {count}")
    return increment

counter = make_counter()
counter()
counter()
counter()

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11. 反思

您已经学习了如何：

• 区分局部、全局和非局部变量
• 根据LEGB规则预测变量行为
• 安全地更新全局和封闭变量
• 构建一个计数器跟踪应用以可视化作用域的实际应用

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