Python中的nonlocal依赖于层级吗？

Question

这个问题是关于Python变量作用域的后续讨论。还有其他相关问题q1、q2和一些答案，可以在StackOverflow上找到，内容还有很多。

官方的Python文档和PEP 3104应该能解释这些细节，但我觉得它们并没有完全自解释。

我想解决的问题是重构包含nonlocal/global的代码，通过将这些代码上下移动一个层级。

我不明白的是，Python参考文档中的这句话有什么含义：

在nonlocal语句中列出的名称，与在global语句中列出的名称不同，必须指向在封闭作用域中已经存在的绑定（无法明确确定新绑定应该创建在哪个作用域中）。

考虑以下在全局作用域中的代码：

var = 0
def outer():
    global var                  # line A
    var = 1
    def inner():
        nonlocal var            # line B
        var = 2

        print('inner:', var)

    inner()
    print('outer:', var)

outer()
print('main:', var)

执行时会抛出错误：

SyntaxError: no binding for nonlocal 'var' found

如果注释掉A行，代码可以正常工作（当然，语义会有所不同）：

inner: 2
outer: 2
main: 0

或者如果注释掉B行：

inner: 2
outer: 1
main: 1

但是，在上面的例子中，由于nonlocal应该将var绑定到“封闭作用域”，我本来以为A行会将外部的var绑定到全局作用域，然后B行再查找外部的var，并将内部的var重新绑定到全局的var。结果似乎根本找不到（我想是因为A行的重新绑定），所以抛出了错误。

我期望的结果是：

inner: 2
outer: 2
main: 2

这只是Python作用域混乱状态的又一个例子吗？

或者，为了让这个问题更具建设性：

• 如何编写这样的例子，使得函数所在的层级无关紧要（可以在global和nonlocal之间互换）？
• 如果函数位于一个中间且未知的层级，outer()的作者如何修改代码，使得既不触及最外层（在这种情况下是全局层），也不触及inner()层？

根据我对这门语言的理解，这种构造（依赖于闭包）应该尽量避免。其他人已经建议使用其他语言特性（类、函数属性）来实现这种上下文敏感性。

Answer 1

怎么写一个例子，让函数的位置不重要（也就是说，不用在全局和非局部之间来回切换）？

函数的位置其实不重要，重要的是变量的位置。

如果函数处在一个中间层次，而且这个层次是未知的，outer()的作者怎么能修改代码，让最外层（在这个例子中是全局层）和内层（inner()）都不需要改动呢？

你在问，是否有可能让一个中间层的函数通过修改代码，影响到内层函数的变量，从而改变全局范围内的东西或者外层函数的局部范围。这听起来确实有点奇怪。

Answer 2

global 和 nonlocal 这两个词是不能一起用的，因为它们的意思不一样：

• global 表示这个名字是在模块的顶层定义的
• nonlocal 表示这个名字是在外层函数的作用域里

你遇到的错误是因为你告诉 Python var 是非本地的（也就是它在外层函数里），但是在任何外层函数里并没有为 var 绑定一个函数级别的定义，因为你在外层函数里告诉 Python var 是全局的。