如何理解 Python 的作用域？

Python 是一种静态范围的语言，尽管它本身是一种动态语言。换句话说，Python中变量的作用域是由它在源代码中的位置决定的，这与C有些相似，但是Python和C在作用域上的区别还是很明显的。

Python的作用域规则，中间也会说明Python和C在作用域方面的区别。

在 Python 2.0 及更早的版本中，Python 仅支持三种作用域，即局部作用域、全局作用域和内置作用域；在 Python 2.2 中，Python 正式引入了一个新的作用域——嵌套作用域；在 Python 2.1 中，可以选择启用嵌套作用域；嵌套作用域的引入本质上实现了对 Python 闭包的支持。网上关于闭包的解释很多，这里就不详细展开了。因此，变量搜索顺序从 LGB 更改为 LEGB（L：本地，E：封闭，G：全局，B：内置）。

在 Python 中，不是任何代码块都可以引入新的作用域，这一点与 C 有很大不同：

代码如下:

#include
int main() {
if(2 > 0) {
int i = 0;
}
printf("i = %d", i);
return 0;
}

在这段代码中，if子句引入了一个局部作用域，变量i存在于这个局部作用域中，但对外是不可见的。因此，下面在printf函数中引用变量i会导致编译错误。

但是，在Python中却并非如此：

代码如下:

if True:
i = 0
print i

在这段代码中，if 子句没有引入局部作用域，变量 i 仍然在全局作用域内，因此变量 i 对后面的 print 语句是可见的。

事实上，在 Python 中，只有模块、类和函数引入了新的作用域，其他代码块不会引入新的作用域。

在 Python 中，不需要在使用之前预先声明一个变量，但在实际使用之前必须绑定一个对象；而名称绑定会在当前作用域内引入新的变量，同时屏蔽外层作用域内同名的变量，无论名称绑定发生在当前作用域的哪个位置。

代码如下:

def f():
print i
f()

运行结果会显示：NameError: global name 'i' is not defined。 Python首先在函数f的局部作用域查找变量i，查找失败，然后在全局作用域和内置作用域查找变量i，仍然失败，最后抛出NameError异常。

代码如下:

i = 0
def f():
i = 8
print i
f()
print i

运行结果显示：8和0。i=8是名字绑定操作，在函数f的局部作用域内引入了一个新变量i，屏蔽了全局变量i，所以f里面的print语句看到的是局部变量i ，而在 f 之外的 print 语句，该语句看到的是全局变量 i。

代码如下:

i = 0
def f():
print i
i = 0
f()

运行结果显示：UnboundLocalError: local variable 'i' referenced before assignment。在这个例子中，函数f中的变量i是一个局部变量，但是当print语句使用它的时候，它还没有绑定到任何对象，所以会抛出异常。

代码如下:

print i
i = 0

无论是交互运行还是作为脚本文件运行，结果显示：NameError: name 'i' is not defined。这里的输出又和前面的例子不一样了，因为它是在顶级作用域（模块作用域）。对于模块代码，代码在执行前没有进行预处理，而对于函数体，代码在运行前已经进行了预处理，所以无论名称绑定发生在作用域的什么地方，都能感觉到。尽管 Python 是一种静态范围的语言，但名称查找确实是动态发生的，因此直到运行时才发现名称问题。

在 Python 中，名称绑定在绑定到对象时会在拥有范围内引入新变量。名称绑定发生在以下情况：

1.参数声明：参数声明在函数的局部范围内引入了一个新变量；

2、赋值操作：对一个变量的初始赋值会在当前作用域中引入一个新变量，后续的赋值操作会重新绑定该变量；

3、类和函数定义：类和函数定义将类名和函数名作为变量引入当前作用域，类体和函数体会形成另一个作用域；

4、import语句：import语句在当前范围内引入新变量，一般在全局范围内；

5.for语句：for语句在当前作用域引入了一个新变量（循环变量）；

6. except 语句： except 语句在当前范围内引入新的变量（异常对象）。

在 Python 中，类定义引入的作用域对成员函数是不可见的，这与 C++ 或 Java 有很大不同。因此，在 Python 中，如果一个成员函数想要引用一个由类体定义的变量，它必须通过 self 或类名来引用它。

添加嵌套作用域会导致部分代码编译失败或运行结果不同。在这里，Python 解释器将帮助你识别这些可能的问题并给出警告。

locals 函数返回所有局部变量，但不返回嵌套作用域中的变量。事实上，没有函数返回嵌套作用域中的变量。