python3中 for 循环中循环变量的作用域问题
文章目录
- python3中 for 循环中循环变量的作用域问题
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- 1-1 来看一个例子
- 1-2 来看第二个例子
- 1-3 循环变量 覆盖 外层变量的问题
- 2 python 变量的作用域的问题
- 2-1 来看一个 全局变量的例子
- 2-2 如何修改一个全局变量呢
- 2-3 在函数中定义自己的变量
- 总结
python3中 for 循环中循环变量的作用域问题
前段时间 对实际项目重构代码，然后在我给变量重新命名的时候，
for 循环中循环变量名 和外层 的变量名，取名相同，结果直接覆盖了外层变量的值， 由此 我就查了一下 文档有了这篇文章。
1-1 来看一个例子
编写 hello.py
for num in [1, 5, 10]:
print(num,end=' ')
print(f"=== after for:{num}")
结果输出
1 5 10 === after for:10
num 这个变量 在 for 循环代码块 结束后，仍然有效。
也就是说在 for 循环 迭代 一个可迭代对象的时候，离开for 循环的代码段，这个 循环变量num 依然有效 。
1-2 来看第二个例子
如果迭代是 对象没有值的话，num 就不会赋值 这个时候，for 循环 就不能进入，此时num 也没有赋值，即没有num 这个变量.
for num in []:
print(num,end=' ')
print(f"=== after for:{num}")
结果如下：
1-3 循环变量 覆盖 外层变量的问题
如果我在 模块级别定义一个num 的变量，然后 for 循环的索引变量 也是num 并且 迭代对象 不为空的时候， 这个时候 就有可能出现 问题，
因为此时 for 循环的 索引变量 num 会覆盖外层的变量， 使外层变量的值发生改变。
num =100
for num in [1,2,3]:
print(num,end=' ')
print(f"=== after for:{num}")
结果如下：
1 2 3 === after for:3
从结果可以看出 num 的值是3 ，说明 经过 for 循环后 ，num 最后赋值为3， 和 上面 num =100 有冲突，直接 把 num 的值 覆盖了。
这是因为 外层num 和 for 循环里面的 num 是处于一个作用域， 都是模块级别的变量。 所以都在模块级别的变量，不能重复。
那么如何避免这种问题呢？
方法一：
修改 循环变量的名称，不要和外层变量名一样，这样两个变量名称，就不会冲突了。
方法二 ：
可以把for 循环里面的内容 封装成一个函数，这样就可以 避免变量名 覆盖的问题。
# -*- coding: utf-8 -*-
num = 100
def print_num():
for num in [1, 2, 3]:
print(num, end=' ')
print()
if __name__ == '__main__':
print_num()
print(f"=== after print_num:{num}")
pass
结果如下：
从结果可以看出， num 没有被污染， 这两个 num 在不同的作用域里面。
这样python 解释器 就不会覆盖。
2 python 变量的作用域的问题
正好来一起来探讨 变量作用域的问题 ，
作用域 就是指 一个变量的作用范围在哪里。 一个变量的作用范围 或者说 在哪一代码段 是有效的。
在python中
全局名称（global names），模块中定义的名称，记录了模块的变量，包括函数、类、其它导入的模块、模块级的变量和常量。
全局名称 就是 一般定义在模块级别的变量。
局部名称（local names），函数中定义的名称，记录了函数的变量，包括函数的参数和局部定义的变量。（类中定义的也是）
局部 是指 定义在函数 或者类中的一些变量。
2-1 来看一个 全局变量的例子
# -*- coding: utf-8 -*-
# 全局变量
num = 100
print(f"module num:{num}")
def visit_num():
print(f"visit num:{num}")
if __name__ == '__main__':
visit_num()
print(f"main num:{num}")
pass
由于num 定义在 模块级别 是一个全局变量，此时 num 之后的所有代码 都可以访问到这个变量的。 这就是全局变量
2-2 如何修改一个全局变量呢
你可能 直接感觉 visit_num 函数里面修改这个变量不就可以了吗，
如下面的代码段
# -*- coding: utf-8 -*-
num = 10000000
print(f"module num:{num}")
def visit_num():
print(f"visit num:{num}")
num = 0
if __name__ == '__main__':
visit_num()
print(f"main num:{num}")
运行代码发现会报错
原因是 解释器无法知道 num=0 是想在 visit_num() 这个函数定义一个变量叫num，还是想修改 上面定义的全局变量，所以 就报错了。
那么如何让 解释理解 num 是要修改 全局变量呢？
# -*- coding: utf-8 -*-
num = 10000000
print(f"module num:{num}")
def visit_num():
# 这里使用关键字进行声明
global num
print(f"visit num:{num}")
# modify num
num = 0
if __name__ == '__main__':
visit_num()
print(f"main num:{num}")
这样就可以正常 的修改 num 的值了。 就是需要在 函数前面的位置 用 global 关键字 进行声明 num, 这样解释器 就能明白我现在要 更改的是一个全局变量里面的num.
2-3 在函数中定义自己的变量
思考一下：
如果想没有添加 global 声明 ，然后直接修改num 的值 ，会有什么结果呢？
# -*- coding: utf-8 -*-
num = 10000000
print(f"module num:{num}")
def visit_num():
# modify num
num = 0
print("modify num done.")
if __name__ == '__main__':
visit_num()
print(f"main num:{num}")
pass
结果如下：
可以看出 这里并没有把num 的值 修改，原因是 在visit_num 中定义了一个新的 num 变量，这个变量 和外层的变量 不在一个scope 里面， 一个是局部变量，一个是全局变量。 所以 python解释器 就可以知道这是新定义的一个变量。 和外层的模块级别的 num 变量没有关系。
所以 简单总结一下， 如果在函数中定义了一个和模块级别的变量的相同的名称，这两个变量 是 不相互影响的。
但是如果都在模块级别定义相同的变量名称，就会出现变量名 被覆盖的情况。 不论这个变量出现在 for 循环，还是 其他的任何位置,只要 这段代码被执行了,就会覆盖之前的变量。
num = 1000
for num in [1, 2]:
pass
但是有一种比较特殊的情况，对于列表推导式的情况下，它的循环变量只在 自己的列表推导式里面， 出了列表推导式，变量就不存在了。
>>> l = [num ** 2 for num in range(5)]
>>> l
[0, 1, 4, 9, 16]
>>> num
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in <module>
NameError: name 'num' is not defined
对于推导式的作用域就类似 在函数里面了， 出了列表推导式，变量 就失效了。
总结
平常还是要多留意不同语言之间的差别，每一种语言的设计，都有每一种语言的设计理念，只有理解的作者的理念，才能体会到语言之美，不断总结吧，也给自己一个小小的教训，不要想当然的认为 ，这个应该是这样的，多去实践，来去检查自己的想法。