Python全局变量和局部变量

Question

在Python 2.7中，运行以下代码：

def f():
    a = a + 1

f()

会得到以下结果：

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 4, in <module>
    f()
  File "test.py", line 2, in f
    a = a + 1
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

但是如果我把代码改成下面这样：

def f():
    a[0] = a[0] + 1

f()

我就会遇到不同的错误：

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 4, in <module>
    f()
  File "test.py", line 2, in f
    a[0] = a[0] + 1
NameError: global name 'a' is not defined

为什么Python在处理a时把它当作局部变量，而在处理list时又把它当作全局变量呢？这背后有什么原因吗？

附注：我是在阅读这个讨论后进行实验的。

Answer 1

你能试着做类似这样的事情吗：

def f(a):
    a += 1
    print a

def g():
    a = 3
    f(a)

g()

Answer 2

关键在于文档中关于 赋值语句 的说明：

将一个对象赋值给一个目标的过程可以递归地定义如下。

如果目标是一个标识符（名字）(例如 a = a + 1)：

• 如果这个名字在当前代码块中没有出现在全局声明中：这个名字会绑定到当前本地命名空间中的对象。
• 否则：这个名字会绑定到当前全局命名空间中的对象。

如果这个名字之前已经绑定过，那么它会被重新绑定。这可能会导致之前绑定到这个名字的对象的引用计数变为零，从而使这个对象被释放，并调用它的析构函数（如果有的话）。

...

如果目标是一个下标(例如 a[0] = a[0] + 1)：首先会计算引用中的主要表达式。这个表达式应该返回一个可变的序列对象（比如列表）或者一个映射对象（比如字典）。接下来，会计算下标表达式。

在 f₁ 中，Python 看到你正在给 a 绑定一个值，发现 a 在这个范围内没有出现在 global a 声明中，于是准备了一个本地变量。然后它尝试计算表达式 a + 1，查找变量 a，结果发现是一个未初始化的本地变量。这就导致了 UnboundLocalError 错误。

在 f₂ 中，Python 看到你正在给变量 a 的一个下标赋值。它在本地命名空间中查找这个变量，但没有找到。然后它会向上查找非本地命名空间（闭包），直到找到全局命名空间。一旦在全局命名空间中也找不到 a，就会抛出 NameError 错误。