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Python基础知识：什么是非局部语句？
2016-03-17
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有同学曾在微信中问小编什么是非局部语句（nonlocal statement），本文就是对此的回答，希望没有发的太晚。

非局部语句是Python 3.x中新引入的特性。官方文档中的说法是，非局部语句可以让所列的标识符（identifier）指向最近的嵌套作用域（enclosing scope）中已经绑定过的变量，全局变量除外。

如果没有非局部语句

一般来说，嵌套函数对于其外层作用域中的变量是有访问权限的。


>>> def outside():
        msg = "Outside!"

        def inside():
            print(msg)

        inside()
       print(msg)
>>> outside()
Outside!
Outside!

我们在outside函数中声明了msg变量，并赋值为“Outside!”。然后，在inside函数中打印msg的值。结果证明，inside成功获得了外层作用域中msg的值。

但是如果我们想给外层作用域中的变量赋值时，是不是按照平常的赋值操作就可以修改它的值呢？


>>> def outside():
        msg = "Outside!"
        def inside():
            msg = "Inside!"
            print(msg)
        inside()
       print(msg)
>>> outside()
Inside! # inside函数打印的msg
Outside! # outside函数打印的msg

在inside函数中，我们想给msg变量赋值为"Inside!"。运行outside时，inside函数中msg的值为"Inside!"，但是在outside函数中却保留了原先的值！

之所以出现这个情况，是因为在inside函数中，Python实际上并没有为之前已经创建的msg变量赋值，而是在inside函数的局部作用域（local scope）中创建了一个名叫msg的新变量，但是这样就和外层作用域（outer scope）中的变量重名了。

这说明，嵌套函数对外层作用域中的变量其实只有只读访问权限。如果我们在这个示例中的inside函数的顶部再加一个print(msg)语句，那么就会出现UnboundLocalError: local variable 'msg' referenced before assignment这个错误。

非局部语句的引入，就是要尽量减少这种变量名冲突情况的出现，同时也让嵌套函数更加方便的操作外层函数中的变量。更加详细的原因，请看参考资料部分的PEP-3104。

使用非局部语句之后

接下来，我们引入nonlocal语句。


>>> def outside():
        msg = "Outside!"
        def inside():
            nonlocal msg
            msg = "Inside!"
            print(msg)
        inside()
       print(msg)
>>> outside()
Inside!
Inside!

现在，我们在inside函数的顶部添加了nonlocal msg语句。这个语句的作用，就是告诉Python解释器在碰到为msg赋值的语句时，应该向外层作用域的变量赋值，而不是声明一个重名的新变量。这样，两个函数的打印结果就一致了。

nonlocal的用法和global非常类似，只是前者针对的是外层函数作用域的变量，后者针对的则是全局作用域的变量。

什么时候该使用非局部语句

有时候，你可能会疑惑什么时候才应该使用nonlocal。以下面的函数为例：


>>> def outside():
       d = {"outside": 1} 
       def inside():
            d["inside"] = 2
            print(d)
        inside()
       print(d)
>>> outside()
{'inside': 2, 'outside': 1}
{'inside': 2, 'outside': 1}

你可能会想，因为没有使用nonlocal，inside函数中往字典d中插入的"inside": 2键值对（key-value pair）不会体现在outside函数中。你这么想挺合理，但却是错的。因为字典插入并不是赋值操作，而是方法调用（method call）。事实上，往字典中插入一个键值对相当于调用字典对象中的__setitem__方法。


>>> d = {}
>>> d.__setitem__("inside", 2)
>>> d
{'inside': 2}

所以，这个示例中我们可以不使用nonlocal，就能直接操作外层作用域中的变量。

小结

其实在许多Python程序中，很少用到非局部语句。但是，有了这种语句之后，我们就可以减少不同作用域之间变量名的冲突。非局部语句，也让我们更加容易地访问、操作外层作用域中的变量。不过，这在一定程度上也让语法变得更加复杂。

有关变量、语句等术语的基础知识，还可以参考《Think Python 2e》的第二章：量、表达式和语句。

参考资料

请点击阅读原文，查看相关链接。

Simple Statements
PEP-3104
Global-Nonlocal
PyTips 0x04
A Quick Guide to nonlocal in Python 3


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