python中的global關鍵字

我最近遇到了乙個關於 python 全域性變數的問題，如下面這個簡單例子裡展示（當然實際**要比這個複雜的多，這裡只是乙個抽象出來當例子）。例子中foo.py定義了函式f，而函式f呼叫了全域性變數a：

# foo.py
def f():
print(a)
def main():
global a
a = 5
f()if __name__ == '__main__':
main()

執行上面這個檔案將如預料中的輸出5。在另乙個檔案bar.py中我們引入上面的f，**如下

# bar.py
from foo import f
def main():
f()main()

執行bar.py將報nameerror錯誤。這是因為a被定義在foo.py的main函式中，而當匯入f函式時，foo.py的main函式並未被執行，所以a也沒喲被定義。

traceback (most recent call last):
file "bar.py", line 10, in main()
file "bar.py", line 7, in main
f()file "foo.py", line 5, in f
print(a)
nameerror: global name 'a' is not defined

為了修復上面當問題第一反應是在bar.py中定義全域性變數a，這樣f就可以找到變數a了，如下面的**：

# bar.py
from foo import f
def main():
global a
a = 4
f()main()

然而依舊會報錯，黑人問號臉???

traceback (most recent call last):
file "/tmp/example/bar.py", line 13, in main()
file "/tmp/example/bar.py", line 9, in main
f()file "/tmp/example/foo.py", line 5, in f
print(a)
nameerror: global name 'a' is not defined

python 的global語句的作用只是提示 python 直譯器，被global修飾的變數是乙個全域性變數，利用上面例子裡函式f的反編譯**可以清除的看到這一點：

import dis
from foo import f
dis.dis(f)

5           0 load_global              0 (print)
2 load_global              1 (a)
4 call_function            1
6 pop_top
8 load_const               0 (none)
10 return_value

從上面可以看出變數a被認為是全域性變數。python 中的每乙個函式都擁有乙個__globals__字典變數，該變數實際是函式所屬模組的__dict__變數的引用。所以在bar.py中我們想在bar.main函式中將全域性變數a賦值為4，實際改變的是bar.py的__dict__字典變數 (注：而不是定義f的foo.py的__dict__字典變數)

# bar.py
def main():
global a
a = 4
print(main.__globals__.keys())
print(main.__globals__['a'])
dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', '__file__', '__cached__', 'foo', 'f', 'dis', 'main', 'a'])
4

上面的**輸出了main.__globals__(即bar.__dict__) 中全域性變數a的值是4，然而這個值對函式f來說確是不可見的，因為f.__globals__實際等於foo.__dict__(簡單而言就是命名空間不同)

from foo import f
print(f.__globals__)

假設我們在foo.py所有函式的外部預先定義了全域性變數a，那麼在將函式f匯入時，a會隨著f.__globals__一同被匯入。但這時被匯入的f.__globals__["a"]( 即foo.__dict__["a"]) 和bar.main中賦值的bar.main.__globals__["a"]( 即bar.__dict__["a"]) 仍然不是同乙個變數，即賦值無法改變函式f的輸出，如下面的例子所示。

# foo.py
a = 3
def f():
print(a)
def main():
global a
a = 5
f()if __name__ == '__main__':
main()

# bar.py
from foo import f
def main():
global a
a = 4
f()main()

執行bar.py輸出3，而不是 4。

就上述例子而言，如果我們想在bar.py中改變函式f的輸出，則需要直接更新其__globals__變數的值。

# bar.py
from foo import f
def main():
f.__globals__['a'] = 4
f()main()

如上所述，函式的__globals__變數實際是其所屬模組__dict__變數的引用。所以為了達到上面修改全域性變數的目的，也可以直接更新foo.__dict__。修改模組foo的屬性 (attribute) 值即可直接更新foo.__dict__。

# bar.py
import foo
from foo import f
def main():
foo.a = 4
f()

如果你曾經使用過執行中給**打補丁的庫，一般就是這麼實現的。直接修改被打補丁的模組的__dict__中特定的物件或函式。、

上面的例子中的函式f如果接受輸入變數的話，而不是使用全域性變數，**將更容易被測試。同時可讀性也更好，出了問題也更容易 debug。

# foo.py
def f(a):
print(a)
def main():
a = 5
f(a)
if __name__ == '__main__':
main()

# bar.py
from foo import f
def main():
a = 3
f(a)

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Python中global與nonlocal 宣告

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