Python自由变量。这为什么会失败？

Question

下面的代码会输出123：

>>> a = 123
>>> def f():
...     print a
...
>>> f()
123
>>>

但是下面的代码却失败了：

>>> a = 123
>>> def f():
...     print a
...     a = 456
...     print a
...
>>> f()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in f
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment
>>>

我本来以为这段代码会输出：

123
456

我这里漏掉了什么呢？

附注：我使用的是Python 2.6.6，如果这有影响的话。

Answer 1

你所使用的东西叫做闭包：就是从外部范围拿一个变量，然后把它放在一个函数块里。

你的代码是完全没问题的，在JavaScript中可以正常工作。

可惜的是，在Python中，闭包是只读的。

而且你会遇到的错误信息总是UnboundLocalError: local variable 'var_name' referenced before assignment，这个错误信息其实很误导。

简单来说，这不是你的问题，而是语言的限制加上一个糟糕的错误提示。

编辑：

我看到这里有好几个人建议使用global，但这会有危险的副作用：你可能会访问到在当前作用域上方的多个作用域中同名的变量，这可不是你想要的闭包效果。

在Python 3中，解决方案是引入了nonlocal关键字，它正是用来在内部作用域中重新绑定外部作用域的变量。

对于Python 2.x，有一种方法可以模拟nonlocal，但其实你最好不要给你的变量赋值：只需复制值、返回值，或者只修改可变类型的值，这样就没问题了。

Answer 2

这是因为在Python中，除非你在函数里定义或尝试修改一个变量，否则它会自动认为这个变量是全局的。你可以试着在你的代码里加上global a。

>>> a = 123
>>> def f():
...     global a
...     print a
...     a = 456
...     print a
... 
>>> f()
123
456
>>> a
456

在第一个例子中，你没有定义也没有修改这个变量，所以它就是全局变量。但是如果你想给a加20，比如说，你也需要使用global a。

另外要注意，函数f中的a是全局变量，运行完f函数后它的值会发生变化。

如果你想创建一个局部变量，记得声明总是要在使用之前，所以print a不能在a = 456之前执行。

编辑： 好吧，既然我们在讨论闭包和使用全局变量的危险性，还有其他的可能性。

>>> a = 123
>>> def f():
...     b = a
...     print b
...     b = 456
...     print b
... 
>>> f()
123
456
>>> a
123
>>> 

在这里，我们利用闭包的只读特性来复制a，然后修改这个复制的值，而不改变外面的a变量，只要它是整数。记住，b是对a的引用。如果a是一个列表，而f的操作是像b.append(3)那样，那么a和b在外部都是可用的，并且会被修改。

选择方法的不同是因为需求不同。

Answer 3

如果一个函数只是读取一个变量的值，那么这个变量就被认为是全局的。如果这个函数对变量进行了写入操作，那么这个变量就被认为是局部的。在你的第二个函数中，变量a被写入了，所以它被认为是局部变量。这样一来，上面那行读取变量a的代码就不合法了。

这里有一个关于Python常见问题的链接：http://docs.python.org/faq/programming.html#what-are-the-rules-for-local-and-global-variables-in-python