Python: 关键字nonlocal和global的区别

文章背景： Python中的变量，存在相应的作用域。根据作用域的不同，主要有局部变量、全局变量和非局部变量。关键字global用于定义全局变量，而关键字nonlocal用于定义非局部变量。

本文在查阅相关资料的基础上，对局部变量、全局变量和非局部变量进行了介绍，还对关键字global和nonlocal的使用场景进行了梳理。

1 局部变量

2 全局变量

3 非全局变量

1 局部变量

在函数体内或局部范围内声明的变量称为局部变量。

(1) 通常，我们在函数内部声明一个变量以创建局部变量。

def foo():
    y = "local"
    print(y)

foo()

运行结果：

local

(2) 在函数外访问局部变量，程序将报错。

def foo():
    y = "local"

foo()
print(y)

运行结果：程序报错。

NameError: name 'y' is not defined

局部变量只在函数foo()或局部范围内工作。

2 全局变量

在函数外部或全局范围内声明的变量称为全局变量。这意味着可以在函数内部或外部访问全局变量。

Python中global关键字的基本规则是：

• 当我们在函数内部创建变量时，默认情况下它是局部的。
• 当我们在函数外部定义变量时，默认情况下它是全局的。您不必使用global关键字。
• 我们使用global关键字在函数内部读写全局变量。
• 在函数外使用global关键字无效。 (1) 从函数内部访问全局变量

c = 1   # 全局变量

def add():
    print(c)

add()

运行结果：

1

(2) 从函数内部修改全局变量

c = 1  # 全局变量

def add():
    c = c + 2  # increment c by 2
    print(c)

add()

运行结果：程序报错。

UnboundLocalError: local variable 'c' referenced before assignment

因为我们只能访问全局变量，而不能从函数内部对其进行修改。若要在函数内部修改，需要使用global关键字。

c = 1  # 全局变量

def add():
    global c
    c = c + 2  # increment c by 2
    print(c)

add()
print("c =", c)

运行结果：

3
c = 3

(3) 在嵌套函数中的全局变量

x = 5

def foo():
    x = 20

    def bar():
        global x
        x = 25

    print("在调用bar之前: ", x)
    print("调用bar")
    bar()
    print("在调用bar之后: ", x)

foo()
print("x在主体内: ", x)

运行结果：

在调用bar之前:  20
调用bar
在调用bar之后:  20
x在主体内:  25

存在同名变量时，python引用变量的顺序为：当前作用域局部变量->外层作用域变量->当前模块中的全局变量->python内置变量。

在调用函数bar()的前后，由于函数foo()中，局部变量x的存在，变量x接受局部变量的值，即x =20。此外，在函数bar()中，我们使用了global关键字创建了全局变量，因此，函数内部对x的修改，也会体现到函数foo()以外。所以，在调用函数foo()之后，x=25。

如果将函数foo()内的代码行x = 20去掉。修改后的代码块如下：

x = 5

def foo():

    def bar():
        global x
        x = 25

    print("在调用bar之前: ", x)
    print("调用bar")
    bar()
    print("在调用bar之后: ", x)

foo()
print("x在主体内: ", x)

运行结果：

在调用bar之前:  5
调用bar
在调用bar之后:  25
x在主体内:  25

在函数bar()中，我们使用了global关键字创建了全局变量。函数bar()内部对x的修改，也会体现到函数foo()内部。

3 非全局变量

(1) 非全局变量，通过关键字nonlocal来定义。只在闭包里面生效，作用域就是闭包里面的，外函数和内函数都影响，但是闭包外面不影响。

x = 0

def outer():
    x = 1
    def inner():
        nonlocal x
        x = 2
        print("inner:", x)

    inner()
    print("outer:", x)

outer()
print("global:", x)

运行结果：

inner: 2
outer: 2
global: 0

在函数inner()内，我们使用了nonlocal关键字创建了非局部变量。函数inner()内部对x的修改，体现到了函数内部和函数outer()的内部，但函数outer()的外部不受影响。

(2) nonlocal的作用范围仅对于所在子函数的上一层函数中拥有的局部变量，必须在上层函数中已经定义过，并且不是非全局变量，否则报错。Nonlocal variable must be bound in an outer function scope.

def make_counter():
    count = 0

    def counter():
        nonlocal count
        count += 1
        return count
    return counter


test = make_counter()
print(test())
print(test())

运行结果：

1
2

在函数counter()内，我们使用了nonlocal关键字创建了非局部变量。

针对代码行test = make_counter()，这里将函数名counter赋给了变量test。因此，代码test()，本质上运行的是counter()。第一次运行test()，返回的count值是1。第二次运行test()，返回count值是2。

参考资料：

[1] Python 全局,局部和非局部变量（https://www.cainiaojc.com/python/python-global-local-nonlocal-variables.html）

[2] Python Global 关键字（https://www.cainiaojc.com/python/python-global-keyword.html）

[3] python关键字nonlocal和global的区别（https://www.jianshu.com/p/ab69b83a8d8a）

[4] python nonlocal 和 global 的区别（https://www.cnblogs.com/kongzhongqijing/articles/14666653.html）