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5.3 变量作用域

函数最后一节，回答一个之前被悄悄绕过的问题：函数里的变量和函数外的变量，是什么关系？

先抛一个直觉测试。你觉得这段代码输出什么？

x = 10

def change():
    x = 20

change()
print(x)    # 猜猜是 10 还是 20？

答案是 10。函数里明明写了 x = 20，外面的 x 却纹丝不动——理解这件事，就是这一节的全部任务。**作用域（scope）**这个词回答的就是：一个变量，在哪些地方"看得见、用得了"。

局部变量：函数内部的私有空间​

在函数里面创建的变量是局部变量，只在函数内部有效。函数一执行完，它就被销毁：

def calc():
    result = 100      # 局部变量：诞生在函数里
    print(result)     # ✅ 函数内随便用

calc()
print(result)         # ❌ NameError: name 'result' is not defined

从外面看，result 就像从没存在过。可以把每次函数调用想象成支起一间临时帐篷：帐篷里造的东西归帐篷，函数结束帐篷拆掉，里面的东西全部清空。

由此推论：不同函数的局部变量互不相干，重名也没事：

def func_a():
    x = 1        # func_a 帐篷里的 x

def func_b():
    x = 999      # func_b 帐篷里的 x，和上面那个毫无关系

别嫌这是限制——它是天大的好事。正因为有隔离，你写函数时才不用担心"我的变量名会不会跟别人 500 行外的代码撞车"。函数参数也是局部变量：def f(n): 里的 n 同样只活在函数里。

全局变量：写在最外层的变量​

不在任何函数里、顶格写的变量是全局变量，整个文件里都看得见，函数内部也能读：

site_name = "Python学习网"     # 全局变量

def show_title():
    print(f"欢迎来到{site_name}")    # ✅ 函数内读全局变量，没问题

show_title()    # 欢迎来到Python学习网

查找规则：函数里用到一个变量时，Python 先找自己帐篷里有没有（局部），没有再去外面找（全局），都没有才报 NameError。

关键规则：函数内赋值 = 创建局部变量​

现在可以解释开头的谜题了。规则只有一句：

在函数内给变量赋值，Python 一律视为"创建一个新的局部变量"——哪怕外面有同名的全局变量。

x = 10

def change():
    x = 20        # 这不是修改全局 x！是在帐篷里新建了一个局部 x
    print(x)      # 20 ← 帐篷里当然用帐篷里的

change()
print(x)          # 10 ← 全局 x 从头到尾没被碰过

函数里的 x = 20 和全局的 x = 10 是两个不同的变量，只是恰好重名，就像两个班都有人叫"小明"。

这条规则还有个著名的衍生报错。想在函数里给全局计数器加一：

count = 0

def add_count():
    count = count + 1    # ❌ UnboundLocalError: local variable 'count' referenced before assignment

add_count()

为什么连读都不让读了？因为 Python 看到函数里有对 count 的赋值，就认定 count 是局部变量；而执行 count + 1 时这个局部 count 还没有值——"局部变量在赋值前就被使用"，正是 UnboundLocalError 的意思。看到这个报错，几乎可以断定：你想改全局变量，但没告诉 Python。

global：声明"我要改的是全局那个"​

真要在函数里修改全局变量，用 global 提前声明：

count = 0

def add_count():
    global count       # 声明：下面的 count 就是全局那个，别新建局部的
    count = count + 1

add_count()
add_count()
print(count)    # 2

但是：能不用 global 就不用​

global 能解决问题，却是公认的坏味道。想象程序里有 20 个函数都 global count 改来改去——某天 count 的值不对了，你得把 20 个函数全查一遍才能知道是谁改的。数据的流动路径越隐蔽，bug 越难查。

推荐的风格是 5.1 就铺垫过的：参数进、返回值出，让数据的流动明明白白：

# 不推荐：靠 global 暗中沟通
count = 0
def add_count():
    global count
    count += 1

# 推荐：靠参数和返回值明面沟通
def add_count(count):
    return count + 1

count = 0
count = add_count(count)    # 数据进去、结果出来，一目了然
count = add_count(count)
print(count)    # 2

原则：函数应该像一台机器——原料从参数进，成品从 return 出，不偷偷动车间外的东西。 读全局配置（如 site_name）无妨，改就要三思。

隐藏关卡：传列表进函数，函数能改动它！​

上面说"函数不影响外面"，但有一个重要例外，直接看实验：

def add_score(scores):
    scores.append(100)     # 在函数里往列表塞了个 100

my_scores = [90, 85]
add_score(my_scores)
print(my_scores)    # [90, 85, 100] ——外面的列表真的变了！

数字传进函数改不动外面，列表怎么就改得动？还是 4.1 的"贴标签"：传参的本质是把标签复制一份贴给形参——scores 和 my_scores 是同一个列表的两张标签。函数里通过 scores.append() 往盒子里塞东西，外面透过 my_scores 当然看得见。

而数字、字符串是不可变的，函数里 n = n + 1 只会让局部标签换个新盒子贴，外面的原盒子安然无恙。

这个特性是双刃剑：

  • 用好了是功能："请函数帮我整理这个列表"（比如 lst.sort() 就是这么工作的）
  • 没意识到就是 bug：函数悄悄改了你的数据。不想被改就传副本：add_score(my_scores.copy())

本节报错速查​

报错人话翻译本节的触发场景
NameError名字不存在在函数外面用局部变量
UnboundLocalError局部变量赋值前就被使用函数内想"读改"全局变量却没声明 global

练习​

新建 practice53.py 完成：

1. 不运行，先猜输出，再验证：

x = 10

def change():
    x = 20
    print("函数内：", x)

change()
print("函数外：", x)

2. 把第 1 题改成用 global，让函数外打印出 20。再想想：如果不许用 global，怎么用"参数进、返回值出"达到同样效果？

3. 不运行，先猜输出，再验证（小心陷阱）：

def try_reset(nums):
    nums.append(0)

def try_replace(nums):
    nums = [7, 7, 7]

data = [1, 2]
try_reset(data)
print(data)

try_replace(data)
print(data)
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第 1 题： 输出 函数内： 20 和 函数外： 10。函数内的赋值创建了局部 x，不影响全局 x。

# 2 —— global 版
x = 10

def change():
    global x
    x = 20

change()
print(x)    # 20

# 2 —— 推荐版：参数进、返回值出
def change(val):
    return 20

x = 10
x = change(x)
print(x)    # 20

第 3 题： 输出 [1, 2, 0] 和 [1, 2, 0]。

  • try_reset：nums 和 data 是同一列表的两张标签，append 直接改盒子里的内容，外面看得见
  • try_replace：nums = [7, 7, 7] 是赋值——给局部标签 nums 换了个新盒子贴，data 还贴在原盒子上，毫发无损

一句话分辨：在函数里"动盒子里的东西"（append/remove/排序/改元素）影响外面；"给标签换盒子"（整个重新赋值）不影响外面。

本章小结​

  • 局部变量：函数内创建，函数内有效，函数结束即销毁；不同函数互不干扰
  • 全局变量：函数内可以读；但函数内赋值一律新建局部变量（这就是 UnboundLocalError 的来源）
  • global 可以强行改全局变量，但首选"参数进、返回值出"，让数据流动透明
  • 传列表/字典进函数，函数内的修改会影响外面（同一盒子两张标签）；不想被改传 .copy()

函数三节全部学完！你已经掌握了组织代码的核心武器。下一章学习如何使用别人写好的代码：6.1 模块