递归闭包中的作用域错误

Question

为什么这个可以运行：

def function1():                                                                                                             
       a = 10                                                                                                                    
       def function2():
          print a
       function2()

但这个却不行：

def function1():
    a = 10
    def function2():
        print a
        a -= 1
        if a>0:
           function2()
    function2()

我遇到了这个错误：

UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

Answer 1

在这个不工作的代码片段中，当你写到"a -= 1"时，你实际上是在给赋值。因为这样，function2里的a就只在这个函数内部有效，而不是从外面的范围拿。Python的闭包是基于词法的，也就是说，它不会动态地在function2的环境中查找a，如果没有找到，就不会去function1里找。

需要注意的是，这个问题和递归或闭包没有关系。想象一下这个函数的例子：

def foo():
    print a
    a = 4

调用这个函数也会出现UnboundLocalError错误。（如果没有a = 4，它要么会使用全局的a，要么如果没有全局的a，就会抛出NameError错误。）因为a在这个范围内可能被赋值，所以它被视为局部变量。

---

如果我是设计这个函数的人，我可能会采用更像下面这样的方式：

def function1():
    a = 10
    def function2(a=a):
        print a
        a -= 1
        if a > 0:
           function2(a)
    function2()

（当然也可以用for a in xrange(10, -1, -1): print a来实现；-））

Answer 2

需要注意的是，这在Python中是一个语法问题。Python本身（在字节码层面）可以正常给这些变量赋值；只是2.x版本没有语法来表示你想这么做。它假设如果你在一个嵌套的层级中给变量赋值，你的意思是这个变量是局部的。

这真是个大缺陷；能够给闭包（即函数内部的函数）赋值是非常重要的。我已经用charlieb的技巧多次解决了这个问题。

Python 3通过一个名字很奇怪的“nonlocal”关键字修复了这个问题：

def function1():
    a = 10
    def function2():
        nonlocal a
        print(a)
        a -= 1
        if a>0:
           function2()
    function2()
function1()

很遗憾，这个语法只在3.x版本中可用；大多数人还在用2.x版本，只能继续使用一些技巧来绕过这个问题。这个功能非常需要被移植到2.x版本。

http://www.python.org/dev/peps/pep-3104/

Answer 3

这个错误信息看起来并没有清楚地说明问题的根本原因。Mike 解释了这些信息，但这并没有解释真正的问题所在。

实际的问题是，在 Python 中，你不能对被封闭的变量进行赋值。所以在 function2 中，'a' 是只读的。当你试图给它赋值时，其实是创建了一个新的变量，正如 Mike 所指出的，你是在写之前先读取了它。

如果你想从内部作用域给外部变量赋值，你需要用一些小技巧，像这样：

def function1():
    al = [10]
    def function2():
        print al[0]
        al[0] -= 1
        if al[0]>0:
           function2()
    function2()

所以 al 是不可变的，但它的内容是可以变的，你可以在不创建新变量的情况下改变它们。