Python 新手常犯錯誤（第二部分）

在之前幾個月裡，我教一些不了解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，當我們定義了乙個全域性變數（好吧，我這樣說是因為講解的需要——全域性變數是不好的），我們用乙個函式訪問它們是能被python理解的：

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：

>>> 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**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：

bar = [42]
def foo():
foo()
>>> print bar
[42, 0]

但是，如果我們把bar變一下呢：

>>> 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**，它沒有改變全域性變數bar的值，而是建立了乙個名字也叫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的值後定義乙個叫bar這個區域性變數：

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是乙個宣告乙個宣告執行的。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**：

def foo():

按回車鍵。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乙個宣告。好吧，這是乙個混合的宣告，裡面包含了一些其他的宣告，但它仍然是乙個宣告。直到函式被呼叫，不然這個函式裡的內容是不會執行的。真正執行的是乙個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**，而是當python直譯器讀到這行**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：

bar = 42
def foo(baz):
if baz > 0:
print bar
bar = 0

python在動態和靜態之間玩了乙個微妙的遊戲。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！

bar = 42
def foo():
print bar
if false:
bar = 0
>>> foo()
traceback (most recent call last):
file "", line 1, in foo()
file "", line 3, in foo
print bar
unboundlocalerror: local variable 'bar' referenced before assignment

看到上面的**裡面，雖然我們作為一種智慧型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了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。

>>> 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是乙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，但最終還是要盡量避免使用它。如果你想儲存在**裡至始至終用到的值的時候，把它定義為乙個類的屬性。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：

>>> class baz(object):
...     bar = 42
... 
... def foo():
...     print baz.bar  # global
...     bar = 0  # local
...     baz.bar = 8  # global
...     print bar
... 
... foo()
... print baz.bar420
8

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