變量作用域是Python編程中非常重要的基礎概念，理解它可以幫助你避免很多常見的錯誤。本文將用簡單易懂的方式，帶你全面掌握Python變量作用域的所有細節。

一、什么是變量作用域？

變量作用域（Scope）指的是變量在程序中的可見范圍，也就是在程序的哪些地方可以訪問這個變量。Python中有4種作用域，按照從內向外的順序分別是：

1. 局部作用域（Local）?- 在函數內部定義的變量

2. 嵌套作用域（Enclosing）?- 在嵌套函數的外層函數中定義的變量

3. 全局作用域（Global）?- 在模塊（文件）頂層定義的變量

4. 內置作用域（Built-in）?- Python內置的變量（如print、int等）

二、局部作用域（Local Scope）

在函數內部定義的變量屬于局部作用域，只能在函數內部訪問。

def my_function():local_var = "我是局部變量"print(local_var)  # 可以訪問my_function()
print(local_var)  # 報錯：NameError: name 'local_var' is not defined

特點：

• 函數調用時創建，函數結束時銷毀

• 不同函數中可以定義同名局部變量，互不影響

三、全局作用域（Global Scope）

在函數外部定義的變量屬于全局作用域，可以在整個模塊中訪問。

global_var = "我是全局變量"def func1():print(global_var)  # 可以訪問def func2():print(global_var)  # 可以訪問func1()
func2()
print(global_var)  # 可以訪問

四、global關鍵字

如果要在函數內部修改全局變量，需要使用global關鍵字聲明。

count = 0def increment():global count  # 聲明使用全局變量count += 1increment()
print(count)  # 輸出: 1

如果不使用global：?

count = 0def increment():count = 1  # 這實際上是創建了一個新的局部變量print("函數內:", count)increment()  # 輸出: 函數內: 1
print("函數外:", count)  # 輸出: 函數外: 0

五、嵌套作用域（Enclosing Scope）

在嵌套函數中，外層函數的變量對內層函數可見。

def outer():outer_var = "外層變量"def inner():print(outer_var)  # 可以訪問外層變量inner()outer()

nonlocal關鍵字

如果要修改嵌套作用域中的變量，需要使用nonlocal關鍵字。

def outer():x = 1def inner():nonlocal x  # 聲明使用外層變量x = 2print("inner:", x)inner()print("outer:", x)outer()
"""
輸出:
inner: 2
outer: 2
"""

六、作用域查找規則：LEGB

Python查找變量時按照LEGB規則依次查找：

1. Local - 局部作用域

2. Enclosing - 嵌套作用域

3. Global - 全局作用域

4. Built-in - 內置作用域

如果都找不到，就會拋出NameError異常。

x = "global"def outer():x = "enclosing"def inner():x = "local"print(x)  # 輸出: localinner()outer()

?變量查找鏈（LEGB）:
inner()調用時print(x)的查找過程:
1. 先在inner的局部作用域找 → 找到"local"（停止查找）
? ?↑
2. 如果沒找到，會去outer的作用域找 → "enclosing"
? ?↑
3. 如果還沒找到，會去全局作用域找 → "global"
? ?↑
4. 最后會去內置作用域找

如果刪除inner中的x賦值

修改代碼：

x = "global"def outer():x = "enclosing"def inner():# 刪除了x = "local"print(x)  # 現在會輸出什么？inner()outer()

執行過程：

1. inner()中print(x)查找x：

   • Local：未找到
     → 向上查找Enclosing作用域（outer的局部作用域）

2. 找到outer中的x = "enclosing"

   • 輸出: enclosing

七、常見作用域陷阱

1. 在循環/條件語句中沒有獨立作用域

Python中只有函數、類和模塊會創建新的作用域，循環和條件語句不會。

if True:var_in_if = "if中的變量"print(var_in_if)  # 可以訪問，輸出: if中的變量for i in range(1):var_in_for = "for中的變量"print(var_in_for)  # 可以訪問，輸出: for中的變量

2. 列表推導式中的變量泄露

Python 3.x中列表推導式有自己獨立的作用域，但Python 2.x中會泄露到外部作用域。

# Python 3.x
x = "hello"
[print(x) for x in range(3)]
print(x)  # 輸出: hello（x沒有被修改）# Python 2.x中x會被修改為2

3. 默認參數的作用域

默認參數在函數定義時求值，而不是在調用時。

def func(a, lst=[]):  # 默認列表在函數定義時創建lst.append(a)return lstprint(func(1))  # [1]
print(func(2))  # [1, 2] 使用的是同一個列表

具體過程：

1. 當Python解釋器讀取到函數定義時，它會創建一個空列表對象作為默認參數

2. 這個列表對象會被綁定到函數的__defaults__屬性中

3. 每次調用函數時，如果沒有提供lst參數，就會使用這個同一個列表對象

實際執行過程

print(func(1))  # 第一次調用
"""
1. 沒有提供lst參數，使用默認列表（假設內存地址為0x1000）
2. 向這個列表添加1 → [1]
3. 返回這個列表
輸出: [1]
"""print(func(2))  # 第二次調用
"""
1. 仍然沒有提供lst參數，使用同一個默認列表（還是0x1000）
2. 這個列表已經是[1]了，現在添加2 → [1, 2]
3. 返回這個列表
輸出: [1, 2]
"""

為什么這是個問題？

1. 不符合直覺：大多數人期望每次調用都使用一個新的空列表

2. 隱藏的共享狀態：函數調用之間意外共享了數據

3. 難以調試：這種行為不明顯，可能導致難以發現的bug

正確的做法

使用None作為默認值，然后在函數內部創建新列表：

def func(a, lst=None):if lst is None:lst = []lst.append(a)return lst

?現在每次調用都會得到預期行為：

print(func(1))  # [1]
print(func(2))  # [2] 這次是全新的列表

八、閉包和作用域

閉包（Closure）是函數記住并訪問其詞法作用域的能力，即使函數在其原始作用域之外執行。

def outer_func(x):def inner_func(y):return x + y  # inner_func記住了x的值return inner_funcclosure = outer_func(10)
print(closure(5))  # 輸出: 15

九、實際應用建議

1. 避免過多使用全局變量：會使代碼難以維護和調試

2. 合理使用函數封裝：將相關代碼和變量組織在函數中

3. 注意變量命名：避免內外作用域同名變量引起混淆

4. 使用nonlocal替代全局變量：當需要在嵌套函數中修改外層變量時

十、作用域相關面試題

1. 下面代碼的輸出是什么？

x = 5def func():print(x)x = 10func()

答案：會報錯，因為在函數中給x賦值，Python會認為x是局部變量，但在print時x還未定義

1. 如何修改下面的代碼使其正常工作？

total = 0def add_numbers(numbers):for num in numbers:total += numreturn totalprint(add_numbers([1, 2, 3]))

答案：需要在函數內使用global total聲明

總結

理解Python變量作用域是寫出高質量代碼的基礎。記住以下幾點：

1. 牢記LEGB查找順序

2. 修改作用域變量需要使用global或nonlocal

3. 只有函數、類和模塊會創建新作用域

4. 避免濫用全局變量

5. 合理使用閉包特性

希望這篇文章能幫助你徹底掌握Python變量作用域！如果有任何問題，歡迎在評論區留言討論。

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