在之前幾個月裡，我教一些不瞭解Python的孩子來慢慢熟悉這門語言。漸漸地，我發現了一些幾乎所有Python初學者都會犯的錯誤，所以我決定跟來跟大家分享我的建議。這個系列的每個部分都會關注不同的常見錯誤，描述如何產生這種錯誤的，並且提供解決的方法。本文是第二部分。
作用域
在這篇文章裡，我們來關注作用域在Python被誤用的地方。通常，當我們定義了一個全域性變數（好吧，我這樣說是因為講解的需要——全域性變數是不好的），我們用一個函式訪問它們是能被Python理解的：
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bar = 42 def foo(): print bar |
在這裡，我們在foo函式裡使用了全域性變數bar，然後它也如預想的能夠正常執行：
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>>> foo() 42 |
這樣做很酷。通常，我們在使用了這個特性之後就想在所有的程式碼裡用上它。如果像以下的例子中使用的話還是能夠正常執行的：
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bar = [42] def foo(): bar.append(0) foo() >>> print bar [42, 0] |
但是，如果我們把bar變一下呢：
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>>> bar = 42 ... def foo(): ... bar = 0 ... foo() ... print bar 42 |
我們可以看到foo函式執行的好好的並且沒有丟擲異常，但是當我們列印bar的值的時候會發現它的值仍然是42。造成這種情況的原因就是 bar=0 這行程式碼，它沒有改變全域性變數bar的值，而是建立了一個名字也叫bar的區域性變數並且它的值為0。這是個很難發現的bug，這會讓沒有真正理解Python作用域的新手非常痛苦。為了理解Python是如何處理區域性變數和全域性變數的，我們來看一種更少見的，但是可能會更讓人困惑的錯誤，我們在列印bar的值後定義一個叫bar這個區域性變數：
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bar = 42 def foo(): print bar bar = 0 |
這樣寫應該是不會出錯的，不是嗎？我們在列印了值之後定義了相同名稱的變數，所以這應該是不會影響的（Python畢竟是一種解釋型語言），真的是這樣嗎？
出錯了
這怎麼可能呢？好吧，這裡有兩處錯誤。第一點就是關於Python的，作為一種解釋型語言（非常酷，我們都同意這一點），是一行一行地執行的。而事實上，Python是一個宣告一個宣告執行的。為了讓你對我想表達的意思有點感覺，趕緊開啟你最愛的shell，然後輸入以下程式碼：
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def foo(): |
按Enter鍵。正如你看到的，shell裡面並沒有打出任何輸出而是等著讓你繼續函式的定義。Shell裡會一直這樣直到你停止定義函式。這是因為定義函式是一個宣告。好吧，這是一個混合的宣告，裡面包含了一些其他的宣告，但它仍然是一個宣告。直到函式被呼叫，不然這個函式裡的內容是不會執行的。真正執行的是一個function型別的物件被建立出來了。
這引導我們來關注第二點。再強調一下，Python的動態性和解釋型的特性讓我們相信當 print bar 這行被執行的時候，Python會在首先在區域性作用域裡尋找叫bar的變數然後再去尋找全域性作用域裡的。但實際上發生的是區域性作用域不是完全動態的。當def 這個宣告執行的時候，Python會靜態地從這個函式的區域性作用域裡獲取資訊。當來到 bar=0 這行的時候（不是執行到這行程式碼，而是當Python直譯器讀到這行程式碼的時候），它會把’bar’這個變數加入到foo函式的區域性變數列表裡。當foo函式執行並且Python準備執行print bar這行的時候，它就會在區域性的作用域裡尋找這個變數，由於這個過程是靜態的，Python知道這個變數還沒有被賦值，這個變數沒有值，所以丟擲了異常。
你可能會問：為什麼不能在宣告函式的時候丟擲這個異常呢？Python可以知道預先知道bar這個變數在賦值前被引用了。這個問題的答案就是Python無法知道這個區域性變數bar是否被賦值了。看看下面的例子：
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bar = 42 def foo(baz): if baz > 0: print bar bar = 0 |
Python在動態和靜態之間玩了一個微妙的遊戲。它唯一知道的事情就是bar是被賦值了，但它不知道在賦值前被引用這個異常是否存在直到它真的發生。好吧，老實說，它根本就不知道這個變數是否被賦值！
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bar = 42 def foo(): print bar if False: bar = 0 >>> foo() Traceback (most recent call last): File "<pyshell#17>", line 1, in <module> foo() File "<pyshell#16>", line 3, in foo print bar UnboundLocalError: local variable 'bar' referenced before assignment |
看到上面的程式碼裡面，雖然我們作為一種智慧生物能夠很清楚的知道不會給bar賦值。Python無視了那個事實而是仍然宣告瞭bar這個區域性變數。
關於這個問題我已經說了夠長了。我們需要的是解決方案，我會在這裡給出兩個解決方法。
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>>> bar = 42 ... def foo(): ... global bar ... print bar ... bar = 0 ... ... foo() 42 >>> bar 0 |
第一就是使用global關鍵字。這是不言自明的。這會讓Python知道bar是一個全域性變數而不是區域性變數。
第二個方法，也是更推薦使用的，就是不要使用全域性變數。在我的大量Python開發工作中從來沒有用到global這個關鍵字。能知道怎麼用它就行了，但最終還是要儘量避免使用它。如果你想儲存在程式碼裡至始至終用到的值的時候，把它定義為一個類的屬性。用這種方法的話就完全不需要用global了，當你要用這個值的時候，通過類的屬性來訪問就可以了：
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>>> class Baz(object): ... bar = 42 ... ... def foo(): ... print Baz.bar # global ... bar = 0 # local ... Baz.bar = 8 # global ... print bar ... ... foo() ... print Baz.bar 42 0 8 |