Python自动化办公应用学习笔记31—全局变量和局部变量

一个Python程序中的变量包括两类：全局变量和局部变量。

一、全局变量

· 定义： 在函数之外（模块级别）定义的变量。它们通常在代码中没有缩进。

· 作用域： 在整个模块（当前.py文件）中有效，从定义点开始直到程序结束（或模块被卸载）。

· 访问： 可以在模块内的任何函数中读取其值。

· 修改：

o 在函数内部修改全局变量的值（即重新赋值），必须使用 global 关键字声明该变量。

o 在函数内部仅读取全局变量的值，则不需要使用 global 关键字。

global_var = "我是全局变量" # 在函数外定义，全局作用域

def my_function():

print(global_var) # 可以读取全局变量（不需要global）

def modify_global():

global global_var # 必须声明才能修改

global_var = "全局变量被修改了"

my_function() # 输出: 我是全局变量

modify_global()

print(global_var) # 输出: 全局变量被修改了

二、局部变量

· 定义： 在函数内部（包括参数）定义的变量。

· 作用域： 仅在定义它的函数内部有效。

· 生命周期： 在函数被调用时创建，在函数执行完毕返回时销毁。

· 访问： 无法在定义它的函数外部直接访问。

def my_function():

local_var = "我是局部变量" # 在函数内定义，局部作用域

print(local_var) # 函数内部可访问

my_function() # 输出: 我是局部变量

# print(local_var) # 错误！NameError: name 'local_var' is not defined

三、函数内使用外部变量的规则总结（关键知识点补充）

Python函数内部访问和修改变量的行为遵循以下核心规则，特别要注意可变对象与不可变对象的区别：

1. 访问全局变量（读取）： 函数内部可以直接读取全局变量的值（无需global），前提是函数内部没有同名的局部变量（否则优先访问局部变量）。

2. 修改不可变类型的全局变量（如 int, str, float, tuple）：

o 如果函数内部尝试对全局不可变变量重新赋值（修改其指向的对象），必须使用 global 关键字声明该变量。否则，Python会在函数内部创建一个同名的新局部变量，而全局变量的值不变。

o 示例规则 (1) & (2):

count = 10 # 全局不可变变量

def func1():

count = 20 # 没有global，创建新的局部变量count=20

print("func1内部:", count) # 输出: 20

def func2():

global count # 声明使用全局count

count = 30 # 修改全局count

print("func2内部:", count) # 输出: 30

func1()

print("func1后全局count:", count) # 输出: 10 (规则1: 全局不变)

func2()

print("func2后全局count:", count) # 输出: 30 (规则2: global声明后修改全局)

3.修改可变类型的全局变量（如 list, dict, set）：

• 如果函数内部通过其方法（如 append(), extend(), pop(), update() 等）或索引/键直接原地修改（mutate）全局可变对象的内容（不改变变量本身指向的对象），不需要使用 global 关键字。函数内部操作直接影响全局对象。
• 如果函数内部尝试对全局可变变量重新赋值（让它指向一个新的列表、字典等对象），则必须使用 global 关键字。否则，效果同规则2：创建一个新的同名局部变量，原全局对象不变。
• 示例规则 (3) & (4):

my_list = [1, 2, 3] # 全局可变变量

def mutate_list():

my_list.append(4) # 原地修改，不需要global (规则3)

print("mutate_list内部:", my_list) # 输出: [1, 2, 3, 4]

def reassign_list():

my_list = ['a', 'b'] # 没有global，创建新的局部变量my_list (规则4)

print("reassign_list内部:", my_list) # 输出: ['a', 'b']

def reassign_global_list():

global my_list # 声明使用全局my_list

my_list = ['x', 'y'] # 修改全局my_list指向新对象

print("reassign_global_list内部:", my_list) # 输出: ['x', 'y']

mutate_list()

print("mutate_list后全局my_list:", my_list) # 输出: [1, 2, 3, 4] (规则3: 原地修改生效)

reassign_list()

print("reassign_list后全局my_list:", my_list) # 输出: [1, 2, 3, 4] (规则4: 重新赋值只影响局部)

reassign_global_list()

print("reassign_global_list后全局my_list:", my_list) # 输出: ['x', 'y'] (global声明后修改全局)

4. 几个知识点

• nonlocal 关键字： 用于嵌套函数（闭包）中。当需要在内层函数中修改外层（非全局）函数作用域中的变量时，使用 nonlocal 声明该变量。这解决了内层函数无法直接修改外层函数局部变量的问题。

def outer():

outer_var = "外层"

def inner():

nonlocal outer_var # 声明使用外层函数的outer_var

outer_var = "被inner修改了"

print("inner内部:", outer_var) # 输出: 被inner修改了

inner()

print("outer内部:", outer_var) # 输出: 被inner修改了 (外层变量被修改)

outer()

• 闭包 (Closure)： 当一个内层函数引用了外层函数的局部变量，且该内层函数在其外层函数执行完毕后仍然存在（例如被返回），就形成了一个闭包。被引用的外层变量（称为自由变量）会被保留下来供内层函数后续使用。nonlocal 常用于在闭包中修改这些自由变量。
• 模块级全局： 全局变量的作用域是当前模块。要从其他模块访问或修改本模块的全局变量，通常需要 import 该模块并使用 module_name.variable_name 的形式。使用 from module import variable 导入的是该变量的一个引用（对于可变对象，修改会影响原模块变量；对于不可变对象，修改导入的引用不会影响原模块变量）。
• 命名冲突： 尽量避免在函数内部定义与全局变量同名的局部变量，除非明确意图。这可能导致代码阅读困难和难以察觉的错误（遮蔽效应）。清晰的命名约定（如全局变量加前缀 g_）有助于减少冲突。