Python中的局部变量和全局变量规则详解

在Python中，变量的作用域决定了它在程序中的可见性和生命周期。根据作用域的不同，变量可以分为局部变量和全局变量。理解这两种变量的规则对于编写清晰、高效的代码至关重要。本文将详细介绍Python中局部变量和全局变量的规则及其使用场景。

1. 局部变量
定义
局部变量是在函数内部定义的变量，其作用域仅限于该函数内部。当函数执行完毕后，局部变量会被销毁。

规则

• 作用域：局部变量只能在定义它的函数内部访问。
• 生命周期：局部变量在函数调用时创建，在函数执行完毕后销毁。
• 同名变量：如果局部变量与全局变量同名，函数内部会优先使用局部变量。

示例

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

my_function()
print("Outside function:", x)  # 报错：NameError，x未定义

2. 全局变量
定义
全局变量是在函数外部定义的变量，其作用域覆盖整个模块（即整个文件）。全局变量可以在函数内部和外部访问。

规则

• 作用域：全局变量在整个模块中可见。
• 生命周期：全局变量在程序启动时创建，在程序结束时销毁。
• 修改全局变量：在函数内部修改全局变量时，需要使用 global 关键字声明。

示例

x = 20  # 全局变量

def my_function():
    print("Inside function (before modification):", x)

my_function()
print("Outside function:", x)

3. 修改全局变量
在函数内部修改全局变量时，必须使用 global 关键字声明该变量为全局变量。否则，Python会将其视为局部变量。

示例

x = 20  # 全局变量

def modify_global():
    global x  # 声明x为全局变量
    x = 30    # 修改全局变量
    print("Inside function:", x)

modify_global()
print("Outside function:", x)  # 输出: 30

4. 局部变量与全局变量的优先级
当局部变量与全局变量同名时，函数内部会优先使用局部变量。如果需要访问全局变量，必须使用 global 关键字。

示例

x = 20  # 全局变量

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

my_function()
print("Outside function (global):", x)  # 输出: 20

5. 嵌套函数中的变量作用域
在嵌套函数中，内部函数可以访问外部函数的局部变量，但不能直接修改。如果需要修改外部函数的局部变量，可以使用 nonlocal 关键字。

示例

def outer_function():
    x = 10  # 外部函数的局部变量

    def inner_function():
        nonlocal x  # 声明x为非局部变量
        x = 20      # 修改外部函数的局部变量
        print("Inside inner function:", x)  # 输出: 20

    inner_function()
    print("Inside outer function:", x)  # 输出: 20

outer_function()

6. 总结

• 局部变量：在函数内部定义，作用域仅限于该函数。
• 全局变量：在函数外部定义，作用域覆盖整个模块。
• 修改全局变量：在函数内部修改全局变量时，需使用 global 关键字。
• 嵌套函数：内部函数可以访问外部函数的局部变量，修改时需使用 nonlocal 关键字。

通过理解局部变量和全局变量的规则，可以更好地管理变量的作用域，避免命名冲突和意外修改。