Python模块中的变量作用域是如何工作的？|极客笔记

Python模块中的变量作用域是如何工作的？

在Python中，变量作用域是指变量能够被访问的范围。Python中的变量作用域有全局作用域和局部作用域两种。

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全局作用域

在Python中，全局作用域指的是在模块中定义的变量，它们可以在模块中的任意位置被访问。如果一个变量在模块的最顶层被定义，那么它就是一个全局变量。

示例代码：

# example.py
global_variable = 10

def print_global_variable():
    print(global_variable)

print_global_variable()  # 输出10

在上面的示例代码中，变量global_variable被定义在模块中的最顶层，因此它是一个全局变量。在函数print_global_variable中，我们可以直接访问全局变量global_variable。

局部作用域

在Python中，局部作用域指的是在函数或者语句块中定义的变量，它们只能在它们所在的函数或者语句块中被访问。在函数中定义的变量在函数执行结束后就会被销毁。

示例代码：

# example.py
def print_local_variable():
    local_variable = 20
    print(local_variable)

print_local_variable()  # 输出20

print(local_variable)  # 抛出 NameError

在上面的示例代码中，变量local_variable被定义在函数print_local_variable中，在函数执行结束后它就被销毁了。如果我们在函数外部尝试访问变量local_variable，就会抛出NameError异常。

嵌套作用域

在Python中，如果一个函数定义在另一个函数内部，那么它就属于嵌套作用域。在这种情况下，内部函数可以访问外部函数中的变量。

示例代码：

# example.py
def outer_function():
    outer_variable = 30

    def inner_function():
        print(outer_variable)

    inner_function()

outer_function()  # 输出30

在上面的示例代码中，变量outer_variable被定义在函数outer_function中，在函数inner_function中我们可以直接访问变量outer_variable。

在函数中修改全局变量

在Python中，如果我们在函数中需要修改全局变量的值，我们可以通过在函数中使用global关键字来指定变量为全局变量。

示例代码：

# example.py
global_variable = 10

def change_global_variable(new_value):
    global global_variable
    global_variable = new_value

print(global_variable)  # 输出10

change_global_variable(20)

print(global_variable)  # 输出20

在上面的示例代码中，我们想要在函数change_global_variable中修改全局变量global_variable的值。为了让Python知道我们想要修改的是全局变量，我们需要在函数中使用global关键字来指定变量为全局变量。

在模块中使用all变量控制导出变量

在Python中，我们可以通过在__all__变量中声明模块中要导出的变量，以控制哪些变量可以被外部模块访问。

示例代码：

# example.py
__all__ = ['public_variable']

private_variable = 10
public_variable = 20

def private_function():
    print('This function is private')

def public_function():
    print('This function is public')

在上面的示例代码中，我们定义了模块example中的变量和函数。我们通过将变量public_variable添加到__all__变量中，来控制哪些变量可以被外部模块访问。在其他模块中，我们只能访问变量public_variable，而无法访问变量private_variable和函数private_function。

示例代码：

# main.py
from example import *

print(public_variable)  # 输出20

print(private_variable)  # 抛出 NameError

private_function()  # 抛出 NameError

public_function()  # 输出 This function is public

在上面的示例代码中，我们从模块example中导入了所有的变量和函数，但是我们只能访问变量public_variable和函数public_function。

结论

Python中的变量作用域分为全局作用域、局部作用域和嵌套作用域。我们可以在函数中使用global关键字来直接修改全局变量的值，在模块中可以通过设置__all__变量来控制哪些变量可以被外部模块访问。有了这些知识，我们可以更好地使用Python中的变量和模块，编写出更加高效和易于维护的代码。