Question

在被调用函数内赋值的变元和变量，处于该函数的“局部作用域”。在所有函数之外赋值的变量，属于“全局作用域”。处于局部作用域的变量，被称为“局部变量”。处于全局作用域的变量，被称为“全局变量”。一个变量必是其中一种，不能既是局部的又是全局的。

可以将“作用域”看成是变量的容器。当作用域被销毁时，所有保存在该作用域内的变量的值就被丢弃了。只有一个全局作用域，它是在程序开始时创建的。如果程序终止，全局作用域就被销毁，它的所有变量就被丢弃了。否则，下次你运行程序的时候，这些变量就会记住它们上次运行时的值。

一个函数被调用时，就创建了一个局部作用域。在这个函数内赋值的所有变量，存在于该局部作用域内。该函数返回时，这个局部作用域就被销毁了，这些变量就丢失了。下次调用这个函数，局部变量不会记得该函数上次被调用时它们保存的值。

作用域很重要，理由如下：

· 全局作用域中的代码不能使用任何局部变量；

· 但是，局部作用域可以访问全局变量；

· 一个函数的局部作用域中的代码，不能使用其他局部作用域中的变量。

· 如果在不同的作用域中，你可以用相同的名字命名不同的变量。也就是说，可以有一个名为spam的局部变量，和一个名为spam的全局变量。

Python有不同的作用域，而不是让所有东西都成全局变量，这是有理由的。这样一来，当特定函数调用中的代码修改变量时，该函数与程序其他部分的交互，只能通过它的参数和返回值。这缩小了可能导致缺陷的代码作用域。如果程序只包含全局变量，又有一个变量赋值错误的缺陷，那就很难追踪这个赋值错误发生的位置。它可能在程序的任何地方赋值，而你的程序可能有几百到几千行！但如果缺陷是因为局部变量错误赋值，你就会知道，只有那一个函数中的代码可能产生赋值错误。

虽然在小程序中使用全局变量没有太大问题，但当程序变得越来越大时，依赖全局变量就是一个坏习惯。

3.5.1 局部变量不能在全局作用域内使用

考虑下面的程序，它在运行时会产生错误：

def spam():
    eggs = 31337
spam()
print(eggs)

如果运行这个程序，输出将是：

Traceback (most recent call last):
  File "C:/test3784.py", line 4, in <module>
    print(eggs)
NameError: name 'eggs' is not defined

发生错误是因为，eggs变量只属于spam()调用所创建的局部作用域。在程序执行从spam返回后，该局部作用域就被销毁了，不再有名为eggs的变量。所以当程序试图执行print(eggs)，Python就报错，说eggs没有定义。你想想看，这是有意义的。当程序执行在全局作用域中时，不存在局部作用域，所以不会有任何局部变量。这就是为什么只有全局变量能用于全局作用域。

3.5.2 局部作用域不能使用其他局部作用域内的变量

一个函数被调用时，就创建了一个新的局部作用域，这包括一个函数被另一个函数调用时的情况。请看以下代码：

　def spam():
❶     eggs = 99
❷     bacon()
❸     print(eggs)

　def bacon():
　    ham = 101
❹     eggs = 0

❺ spam()

在程序开始运行时，spam()函数被调用❺，创建了一个局部作用域。局部变量eggs❶被赋值为99。然后bacon()函数被调用❷，创建了第二个局部作用域。多个局部作用域能同时存在。在这个新的局部作用域中，局部变量ham被赋值为101。局部变量eggs（与spam()的局部作用域中的那个变量不同）也被创建❹，并赋值为0。

当bacon()返回时，这次调用的局部作用域被销毁。程序执行在spam()函数中继续，打印出eggs的值❸。因为spam()调用的局部作用域仍然存在，eggs变量被赋值为99。这就是程序的打印输出。

要点在于，一个函数中的局部变量完全与其他函数中的局部变量分隔开来。

3.5.3 全局变量可以在局部作用域中读取

请看以下程序：

def spam():
    print(eggs)
eggs = 42
spam()
print(eggs)

因为在spam()函数中，没有变元名为eggs，也没有代码为eggs赋值，所以当spam()中使用eggs时，Python认为它是对全局变量eggs的引用。这就是前面的程序运行时打印出42的原因。

3.5.4 名称相同的局部变量和全局变量

要想生活简单，就要避免局部变量与全局变量或其他局部变量同名。但在技术上，在Python中让局部变量和全局变量同名是完全合法的。为了看看实际发生的情况，请在文件编辑器中输入以下代码，并保存为sameName.py：

　def spam():
❶     eggs = 'spam local'
　    print(eggs) # prints 'spam local'

　def bacon():
❷     eggs = 'bacon local'
　    print(eggs) # prints 'bacon local'
　    spam()
　    print(eggs) # prints 'bacon local'

❸ eggs = 'global'
　bacon()
　print(eggs) # prints 'global'

运行该程序，输出如下：

bacon local
spam local
bacon local
global

在这个程序中，实际上有3个不同的变量，但令人迷惑的是，它们都名为eggs。这些变量是：

❶名为eggs的变量，存在于spam()被调用时的局部作用域；

❷名为eggs的变量，存在于bacon()被调用时的局部作用域；

❸名为eggs的变量，存在于全局作用域。

因为这3个独立的变量都有相同的名字，追踪某一个时刻使用的是哪个变量，可能比较麻烦。这就是应该避免在不同作用域内使用相同变量名的原因。