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Python之路Python全域性變數與區域性變數、函式多層巢狀、函式遞迴 Python之路Python全域性變數與區域性變數、函式多層巢狀、函式遞迴

Python之路Python全域性變數與區域性變數、函式多層巢狀、函式遞迴

一、區域性變數與全域性變數

 

1、在子程式中定義的變數稱為區域性變數,在程式的一開始定義的變數稱為全域性變數。全域性變數作用域是整個程式,區域性變數作用域是定義該變數的子程式。

全域性變數沒有任何縮排,在任何位置都可以呼叫。

 

子程式:如用def定義的函式。

 

作用域

一個識別符號的可見範圍,這就是識別符號的作用域。一般常說的是變數的作用域

全域性作用域(global):在整個程式執行環境中都可見

區域性作用域:在函式、類等內部可見;區域性變數使用範圍不能超過其所在的區域性作用域。

 

例子

NAME = "nicholas"
def change_NAME():
    print("change_NAME", NAME)
change_NAME()
print(NAME)

 


輸出結果

change_NAME nicholas
nicholas

 


分析:NAME = "nicholas"就是全域性變數,在
change_NAME()函式體內可以直接呼叫打印出“change_NAME nicholas”

 

2、當全域性變數與區域性變數同名時:


在定義區域性變數的子程式內,區域性變數起作用;在其它地方全域性變數起作用。

例子:

 

NAME = "nicholas"
def change_NAME():
    NAME = "niubi"
    print("change_NAME", NAME)
change_NAME()
print(NAME)

 

  

輸出結果

change_NAME niubi
nicholas

 

分析:當全域性變數與區域性變數同名時:在 def change_NAME():函式內部,


執行print("change_NAME", NAME)語句時,這裡的NAME優先呼叫函式內部的值,函式執行結束後執行print(NAME)語句,全域性變數NAME = "nicholas"起作用。


3、如果函式內部無global關鍵字


優先讀取區域性變數,如果沒有區域性變數則讀取全域性變數,此時無法對全域性變數進行賦值。

但是對於可變物件可以對內部元素進行操作(如append()pop()).

 

大前提:無global關鍵字

a、有宣告(同名)區域性變數
例子

name = ["pony","jack"]
print(1,name)
def change_name():
    name = "nicholas"
    print("change_name", name)
change_name()
print(2,name)


輸出結果

1 ['pony', 'jack']
change_name nicholas
2 ['pony', 'jack']
1 ['pony', 'jack']
change_name nicholas
2 ['pony', 'jack']

 

  

分析:這裡無golbal關鍵字,執行 print(1,name)語句時讀取全域性變數name = ["pony","jack"],之後執行change_name()函式,在函式裡面nema被賦值為"nicholas"
執行print("change_name", name)語句,這裡的name優先讀取函式內部的區域性變數name = "nicholas"
輸出change_name nicholas。之後change_name()函式結束。
執行print(2,name)語句。這裡仍然讀取全域性變數name = ["pony","jack"]。


b、無宣告(同名)區域性變數
例子

name = ["pony","jack"]
print(1,name)
def change_name():
    print(3, name)
    name.append("nicholas")
    print(4,name)
change_name()
print(2,name)

 

  


輸出結果

1 ['pony', 'jack']
3 ['pony', 'jack']
4 ['pony', 'jack', 'nicholas']
2 ['pony', 'jack', 'nicholas']

 

  


分析:無global關鍵字,針對全域性變數如果是可變物件,可以對內部元素進行操作。

 

4、如果函式中有global關鍵字,變數本質上就是全域性變數,可讀取可賦值。

 

a、有宣告(同名)區域性變數

例子

NAME = "nicholas"
print(1,NAME)
def change_NAME():
    global NAME
    NAME = "niubi"
    print("change_NAME", NAME)
change_NAME()
print(2,NAME)

 

  

輸出結果

1 nicholas
change_NAME niubi
2 niubi

 

  

分析:在執行print("1",NAME)語句時,NAME使用全域性變數,然後執行change_NAME()函式,在函式內部有global關鍵詞宣告,之後執行NAME = "niubi",執行完這句之後整個程式的NAME變數的值就被修改為"niubi"。
繼續輸出change_NAME niubi,函式結束。

最後執行print("2",NAME)語句,由於NAME在函式內部被修改為"niubi",所以這裡輸出
2 niubi

 


例子2

name = ["pony","jack"]
print(1,name)
def change_name():
    global name
    name = ["nick"]
    name.append("nicholas")
    print(3,name)
change_name()
print(2,name)

 



輸出結果

1 ['pony', 'jack']
3 ['nick', 'nicholas']
2 ['nick', 'nicholas']

 

分析:
開始name = ["pony","jack"]是全域性變數,之後執行change_name()函式嗎,在函式中有global關鍵字,之後針對name做的修改都相當於將name作為全域性變數來修改。


c、注意global的位置

 

錯誤例子

 

  

分析:如果需要global對全域性變數進行修改這裡的global不能放在name = "nick"下面。

 

 

5、程式碼規範:全域性變數字母全部大寫,區域性變數變數名小寫。


二、多層函式的巢狀和作用域


(1)一定要注意函式要先定義,後使用
例子1

def test1():
    print("test1")
def test2():
    print("test2")
test1()
test2()

 


分析:這樣是可以的,先定義函式,再使用函式

錯誤例子

def test1():
    print("test1")
test2()
def test2():
    print("test2")
test1()

 

  


分析:這樣的test2()就無法執行。

(2)在函式內定義的函式 在外面不能用到


例子2

def outer():
    def inner():
        print('inner')
    print('outer')
    inner()
outer()

 

  


分析:函式有可見範圍,這就是作用域的概念。內部函式不能被外部直接使用。

例子

def foo():
    print("foo")
    too()
def too():
    print("too")
foo()

 

  


分析:這裡執行順序是載入def foo():
載入def too():然後再執行foo(),所以這裡不會報錯。

(3)分析多層巢狀函式執行過程及結果
例子

NAME = 'nicholas'
def jack():
    name = "jack"
    print(name)
    def pony():
        name = "pony"
        print(name)
        def charles():
            name = 'charles'
            print(name)
        print(name)
        charles()
    pony()
    print(name)
jack()

 


輸出結果:

jack
pony
pony
charles
jack

 

分析:

執行過程如下圖

 

執行順序:1----2----3----3.1----3.2----3.3----3.4----3.3.1----
3.3.2----3.3.3----3.3.4----3.3.5--3.3.3.1--3.3.3.2----3.5

 

1 首先執行NAME = 'nicholas'語句,

2 載入def jack():函式到記憶體進行編譯,但不執行

3 呼叫jack()函式,開始執行

3.1 執行name = "jack"語句

3.2 執行print(name)語句,這裡由於沒有global關鍵字,優先讀取區域性變數name = "jack",所以這裡輸出jack

3.3 載入def pony():函式到記憶體進行編譯,但不執行

3.4 呼叫pony():函式,開始執行

3.3.1 執行name = "pony"語句,這裡是一個區域性變數

3.3.2 執行print(name)語句,這裡由於沒有global、nonlocal關鍵字,優先讀取區域性變數name = "pony",所以這裡輸出pony

3.3.3 載入charles():函式到記憶體進行編譯,但不執行

3.3.4 執行print(name)語句,這裡由於沒有global、nonlocal關鍵字,優先讀取同一層級的區域性變數name = "pony",所以這裡輸出pony

3.3.5 呼叫charles():函式,開始執行

3.3.3.1 執行name = 'charles'語句,這裡是個區域性變數

3.3.3.2 執行print(name)語句,優先讀取區域性變數name = "charles",所以這裡輸出charles

~~charles():函式結束

~~pony():函式


3.5 執行執行print(name)語句,優先使用同層級的區域性變數name = "jack",所以這裡輸出jack。


~~整體結束

 

例子

 

name = "nicholas"
def outer():
    name = "nick"
    def inner():
        print(name)
    print(name)
    inner()
outer()

 

 

輸出結果

 

nick
nick

 

  分析:注意這裡的inner()函式內部的print(name)語句,這裡仍然是優先使用outer()函式內部的區域性變數name = "nick",而非全域性變數。

 

(4)

nonlocal關鍵詞
nonlocal,指定上一級變數,如果沒有就繼續往上直到找到為止
例子
看這個程式,分析輸出過程和結果。

 

def scope_test():
    def do_local(): 
        spam = "local spam"  
    def do_nonlocal(): 
        nonlocal spam 
        spam = "nonlocal spam"   
    def do_global(): 
        global spam 
        spam = "global spam"       
    spam = "test spam"
    do_local()
    print("After local assignment:", spam)
    do_nonlocal()
    print("After nonlocal assignment:", spam)
    do_global()  
    print("After global assignment:", spam)       
scope_test()
print("In global scope:", spam)

 

  

輸出結果

After local assignment: test spam
After nonlocal assignment: nonlocal spam
After global assignment: nonlocal spam
In global scope: global spam

 

  

分析:
程式執行步驟如圖

 

 

從1開始
1--2--2.1--2.2--2.3--2.4--2.5--2.5.1--2.5.2--2.6--2.7--2.7.1--2.7.2--2.8

--2.9--2.9.1--2.9.2--2.10--2.11


下面具體分析下程式執行的過程

1 將def scope_test():函式體作為一個整體載入到記憶體中,但不執行

2 呼叫def scope_test():開始執行

2.1 將def do_local():函式體作為一個整體載入到記憶體中,但不執行

2.2 將def do_nonlocal(): 函式體作為一個整體載入到記憶體中,但不執行

2.3 將 def do_global(): 函式體作為一個整體載入到記憶體中,但不執行

2.4 執行 spam = "test spam"

2.5 呼叫 def do_local():函式

2.5.1 執行 def do_local():函式

2.5.2 執行 spam = "local spam"

--完成2.5.2之後 def do_local():函式結束,其所佔的記憶體被回收, spam =

"local spam"資料被銷燬

2.6 執行print("After local assignment:", spam)語句

由於沒有global關鍵字,這裡優先讀取區域性變數,即spam = "test spam"

打印出After local assignment: test spam

2.7 呼叫do_nonlocal()函式

2.7.1 執行def do_nonlocal():

遇到 nonlocal 宣告,nonlocal關鍵字用來在函式外層(非全域性)變數。

這裡的外層即為def scope_test():這個作用域內

2.7.2 執行spam = "nonlocal spam"語句

這時def scope_test():這個作用域內由以前的spam = "test spam"被重新覆蓋為

spam = "nonlocal spam"

--do_nonlocal()函式體結束

2.8 執行 print("After nonlocal assignment:", spam)語句

由於spam被重新賦值為"nonlocal spam",這裡輸出

After nonlocal assignment: nonlocal spam

2.9 呼叫do_global()函式

2.9.1 執行def do_global(): 函式

2.9.2 執行 spam = "global spam" 語句

遇到global宣告,global關鍵字用來在函式整體作用域使用全域性變數。類似於在

def scope_test():上面寫了一句spam = "global spam"

--def do_global(): 函式體結束

2.10 執行print("After global assignment:", spam)語句

由於這一層級作用域沒有global關鍵字,這裡優先讀取區域性變數,即被修改過一次的

spam = "nonlocal spam"

這裡輸出After global assignment: nonlocal spam

2.11執行print("In global scope:", spam)語句

由於在2.9.2 spam被聲明瞭全域性變數,即spam = "global spam"

所以這裡輸出

In global scope: global spam

 

例子2

name = "jack"
def foo():
    name = "nick"
    print(name)
    def too():
        nonlocal name
        name = "nicholas"
        print(1,name)
    too()
    print(name)
foo()

 

  輸出結果

nick
1 nicholas
nicholas

 

  分析:注意這裡的def too():函式內print(1,name)語句仍然優先讀取區域性變數name = "nicholas"。


三、遞迴


1、遞迴的定義


如果在呼叫一個函式的過程中直接或間接呼叫自身本身,那麼這種方法叫做遞迴。

 

2、遞迴的特點


a、遞迴必須有一個明確的結束條件(基例)。
b、每次進入更深一層遞迴時,問題規模相比上次遞迴都應有所減少。
c、遞迴效率不高,遞迴層次過多會導致棧溢位。


3、遞迴的執行過程

例子

def calc(n):
    print(n)
    if int(n/2) ==0:
        return n
    return calc(int(n/2))
calc(10)

 

  


輸出結果

10
5
2
1

 


分析執行過程:

 

具體過程

(1)執行def calc(n):語句,將calc(n)函式載入到記憶體中進行編譯,但不執行


(2)執行calc(10)語句,呼叫calc(n)函式,將n = 10 傳入calc(n)函式


(3)執行print(n)語句,此時n = 10,列印10


判斷n/2是否等於0,10/2 = 5不等於0


執行retun語句,return呼叫calc(n)函式,


此時具體是執行calc(int(10/2))即calc(5)


此層函式暫停,等待calc(5)返回值


(4)執行print(n)語句,此時n = 5,列印5


判斷n/2是否等於0,5/2 = 2不等於0


執行retun語句,return呼叫calc(n)函式,


此時具體是執行calc(int(5/2))即calc(2)


此層函式暫停,等待calc(2)返回值


(5)執行print(n)語句,此時n = 2,列印2


判斷n/2是否等於0,2/2 = 1不等於0


執行retun語句,return呼叫calc(n)函式,


此時具體是執行calc(int(2/2))即calc(1)


此層函式暫停,等待calc(1)返回值


(6)執行print(n)語句,此時n = 1,列印1


判斷n/2是否等於0,1/2 = 2等於0,


執行if條件下的retun語句,return n 給上一層函式,


即return 1給上層函式


(7)將1傳給calc(1),calc(1)得到值為1 ,


return calc(1)即return 1,再次將1傳給上層的return calc(2),


calc(2)得到值為1,再次將1傳給上層的return calc(5),


calc(5)得到值為1,最後將1傳給calc(10),


即calc(10)= 1。

 

這裡可以列印下calc(10)的值

def calc(n):
    print(n)
    if int(n / 2) == 0:
        return n
    return calc(int(n / 2))
v = calc(10)
print("calc(10)是",v)

 

  輸出結果

10
5
2
1
calc(10)是 1

 

  

 

例子2

 

import time
person_list=['Pony','Charles','Richard ','Jack']
print("How can I make good money?")
def ask(person_list):
    print('-'*60)
    if len(person_list) == 0:
        return "I don't know"
    person=person_list.pop(0)
    if person == "Jack":
        return "%s say:Better have a dream, in case it comes true someday." %person
    print('hi Boss[%s],How can I make good money?' %person)
    print("%s replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask %s..." %(person,person_list))
    time.sleep(10)
    res=ask(person_list)
    #print('%s say: %res' %(person,res))#註釋語句
    return res
 
res = ask(person_list)
 
print(res)

 

  


輸出結果

How can I make good money?
------------------------------------------------------------
hi Boss[Pony],How can I make good money?
Pony replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Charles', 'Richard ', 'Jack']...
------------------------------------------------------------
hi Boss[Charles],How can I make good money?
Charles replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Richard ', 'Jack']...
------------------------------------------------------------
hi Boss[Richard ],How can I make good money?
Richard  replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Jack']...
------------------------------------------------------------
Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.

 

  

 

如果取消上面print('%s say: %res' %(person,res))註釋,執行這一語句,可以看出return返回的過程
如下

import time
person_list=['Pony','Charles','Richard ','Jack']
print("How can I make good money?")
def ask(person_list):
    print('-'*60)
    if len(person_list) == 0:
        return "I don't know"
    person=person_list.pop(0)
    if person == "Jack":
        return "%s say:Better have a dream, in case it comes true someday." %person
    print('hi Boss[%s],How can I make good money?' %person)
    print("%s replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask %s..." %(person,person_list))
    time.sleep(1)
    res=ask(person_list)#第一處
    print('%s say: %res' %(person,res))
    return res
 
res = ask(person_list)#第二處
 
print(res)

 


輸出結果

How can I make good money?
------------------------------------------------------------
hi Boss[Pony],How can I make good money?
Pony replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Charles', 'Richard ', 'Jack']...
------------------------------------------------------------
hi Boss[Charles],How can I make good money?
Charles replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Richard ', 'Jack']...
------------------------------------------------------------
hi Boss[Richard ],How can I make good money?
Richard  replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Jack']...
------------------------------------------------------------
Richard  say: 'Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.'es
Charles say: 'Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.'es
Pony say: 'Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.'es
Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.

 

  

分析:最後的返回結果是Richard返回給Charles,Charles返回給Pony
第一處的res=ask(person_list) 就算執行完了,res得到Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.

然後return給函式外的res,最後列印這句話。

一、區域性變數與全域性變數

 

1、在子程式中定義的變數稱為區域性變數,在程式的一開始定義的變數稱為全域性變數。全域性變數作用域是整個程式,區域性變數作用域是定義該變數的子程式。

全域性變數沒有任何縮排,在任何位置都可以呼叫。

 

子程式:如用def定義的函式。

 

作用域

一個識別符號的可見範圍,這就是識別符號的作用域。一般常說的是變數的作用域

全域性作用域(global):在整個程式執行環境中都可見

區域性作用域:在函式、類等內部可見;區域性變數使用範圍不能超過其所在的區域性作用域。

 

例子

NAME = "nicholas"
def change_NAME():
    print("change_NAME", NAME)
change_NAME()
print(NAME)

 


輸出結果

change_NAME nicholas
nicholas

 


分析:NAME = "nicholas"就是全域性變數,在
change_NAME()函式體內可以直接呼叫打印出“change_NAME nicholas”

 

2、當全域性變數與區域性變數同名時:


在定義區域性變數的子程式內,區域性變數起作用;在其它地方全域性變數起作用。

例子:

 

NAME = "nicholas"
def change_NAME():
    NAME = "niubi"
    print("change_NAME", NAME)
change_NAME()
print(NAME)

 

  

輸出結果

change_NAME niubi
nicholas

 

分析:當全域性變數與區域性變數同名時:在 def change_NAME():函式內部,
執行print("change_NAME", NAME)語句時,這裡的NAME優先呼叫函式內部的值,函式執行結束後執行print(NAME)語句,全域性變數NAME = "nicholas"起作用。


3、如果函式內部無global關鍵字


優先讀取區域性變數,如果沒有區域性變數則讀取全域性變數,此時無法對全域性變數進行賦值。

但是對於可變物件可以對內部元素進行操作(如append()pop()).

 

大前提:無global關鍵字

a、有宣告(同名)區域性變數
例子

name = ["pony","jack"]
print(1,name)
def change_name():
    name = "nicholas"
    print("change_name", name)
change_name()
print(2,name)


輸出結果

1 ['pony', 'jack']
change_name nicholas
2 ['pony', 'jack']
1 ['pony', 'jack']
change_name nicholas
2 ['pony', 'jack']

 

  

分析:這裡無golbal關鍵字,執行 print(1,name)語句時讀取全域性變數name = ["pony","jack"],之後執行change_name()函式,在函式裡面nema被賦值為"nicholas"
執行print("change_name", name)語句,這裡的name優先讀取函式內部的區域性變數name = "nicholas"
輸出change_name nicholas。之後change_name()函式結束。
執行print(2,name)語句。這裡仍然讀取全域性變數name = ["pony","jack"]。


b、無宣告(同名)區域性變數
例子

name = ["pony","jack"]
print(1,name)
def change_name():
    print(3, name)
    name.append("nicholas")
    print(4,name)
change_name()
print(2,name)

 

  


輸出結果

1 ['pony', 'jack']
3 ['pony', 'jack']
4 ['pony', 'jack', 'nicholas']
2 ['pony', 'jack', 'nicholas']

 

  


分析:無global關鍵字,針對全域性變數如果是可變物件,可以對內部元素進行操作。

 

4、如果函式中有global關鍵字,變數本質上就是全域性變數,可讀取可賦值。

 

a、有宣告(同名)區域性變數

例子

NAME = "nicholas"
print(1,NAME)
def change_NAME():
    global NAME
    NAME = "niubi"
    print("change_NAME", NAME)
change_NAME()
print(2,NAME)

 

  

輸出結果

1 nicholas
change_NAME niubi
2 niubi

 

  

分析:在執行print("1",NAME)語句時,NAME使用全域性變數,然後執行change_NAME()函式,在函式內部有global關鍵詞宣告,之後執行NAME = "niubi",執行完這句之後整個程式的NAME變數的值就被修改為"niubi"。
繼續輸出change_NAME niubi,函式結束。

最後執行print("2",NAME)語句,由於NAME在函式內部被修改為"niubi",所以這裡輸出
2 niubi

 


例子2

name = ["pony","jack"]
print(1,name)
def change_name():
    global name
    name = ["nick"]
    name.append("nicholas")
    print(3,name)
change_name()
print(2,name)

 



輸出結果

1 ['pony', 'jack']
3 ['nick', 'nicholas']
2 ['nick', 'nicholas']

 

分析:
開始name = ["pony","jack"]是全域性變數,之後執行change_name()函式嗎,在函式中有global關鍵字,之後針對name做的修改都相當於將name作為全域性變數來修改。


c、注意global的位置

 

錯誤例子

 

  

分析:如果需要global對全域性變數進行修改這裡的global不能放在name = "nick"下面。

 

 

5、程式碼規範:全域性變數字母全部大寫,區域性變數變數名小寫。


二、多層函式的巢狀和作用域


(1)一定要注意函式要先定義,後使用
例子1

def test1():
    print("test1")
def test2():
    print("test2")
test1()
test2()

 


分析:這樣是可以的,先定義函式,再使用函式

錯誤例子

def test1():
    print("test1")
test2()
def test2():
    print("test2")
test1()

 

  


分析:這樣的test2()就無法執行。

(2)在函式內定義的函式 在外面不能用到


例子2

def outer():
    def inner():
        print('inner')
    print('outer')
    inner()
outer()

 

  


分析:函式有可見範圍,這就是作用域的概念。內部函式不能被外部直接使用。

例子

def foo():
    print("foo")
    too()
def too():
    print("too")
foo()

 

  


分析:這裡執行順序是載入def foo():
載入def too():然後再執行foo(),所以這裡不會報錯。

(3)分析多層巢狀函式執行過程及結果
例子

NAME = 'nicholas'
def jack():
    name = "jack"
    print(name)
    def pony():
        name = "pony"
        print(name)
        def charles():
            name = 'charles'
            print(name)
        print(name)
        charles()
    pony()
    print(name)
jack()

 


輸出結果:

jack
pony
pony
charles
jack

 

分析:

執行過程如下圖

 

執行順序:1----2----3----3.1----3.2----3.3----3.4----3.3.1----
3.3.2----3.3.3----3.3.4----3.3.5--3.3.3.1--3.3.3.2----3.5

 

1 首先執行NAME = 'nicholas'語句,

2 載入def jack():函式到記憶體進行編譯,但不執行

3 呼叫jack()函式,開始執行

3.1 執行name = "jack"語句

3.2 執行print(name)語句,這裡由於沒有global關鍵字,優先讀取區域性變數name = "jack",所以這裡輸出jack

3.3 載入def pony():函式到記憶體進行編譯,但不執行

3.4 呼叫pony():函式,開始執行

3.3.1 執行name = "pony"語句,這裡是一個區域性變數

3.3.2 執行print(name)語句,這裡由於沒有global、nonlocal關鍵字,優先讀取區域性變數name = "pony",所以這裡輸出pony

3.3.3 載入charles():函式到記憶體進行編譯,但不執行

3.3.4 執行print(name)語句,這裡由於沒有global、nonlocal關鍵字,優先讀取同一層級的區域性變數name = "pony",所以這裡輸出pony

3.3.5 呼叫charles():函式,開始執行

3.3.3.1 執行name = 'charles'語句,這裡是個區域性變數

3.3.3.2 執行print(name)語句,優先讀取區域性變數name = "charles",所以這裡輸出charles

~~charles():函式結束

~~pony():函式


3.5 執行執行print(name)語句,優先使用同層級的區域性變數name = "jack",所以這裡輸出jack。


~~整體結束

 

例子

 

name = "nicholas"
def outer():
    name = "nick"
    def inner():
        print(name)
    print(name)
    inner()
outer()

 

 

輸出結果

 

nick
nick

 

  分析:注意這裡的inner()函式內部的print(name)語句,這裡仍然是優先使用outer()函式內部的區域性變數name = "nick",而非全域性變數。

 

(4)

nonlocal關鍵詞
nonlocal,指定上一級變數,如果沒有就繼續往上直到找到為止
例子
看這個程式,分析輸出過程和結果。

 

def scope_test():
    def do_local(): 
        spam = "local spam"  
    def do_nonlocal(): 
        nonlocal spam 
        spam = "nonlocal spam"   
    def do_global(): 
        global spam 
        spam = "global spam"       
    spam = "test spam"
    do_local()
    print("After local assignment:", spam)
    do_nonlocal()
    print("After nonlocal assignment:", spam)
    do_global()  
    print("After global assignment:", spam)       
scope_test()
print("In global scope:", spam)

 

  

輸出結果

After local assignment: test spam
After nonlocal assignment: nonlocal spam
After global assignment: nonlocal spam
In global scope: global spam

 

  

分析:
程式執行步驟如圖

 

 

從1開始
1--2--2.1--2.2--2.3--2.4--2.5--2.5.1--2.5.2--2.6--2.7--2.7.1--2.7.2--2.8

--2.9--2.9.1--2.9.2--2.10--2.11


下面具體分析下程式執行的過程

1 將def scope_test():函式體作為一個整體載入到記憶體中,但不執行

2 呼叫def scope_test():開始執行

2.1 將def do_local():函式體作為一個整體載入到記憶體中,但不執行

2.2 將def do_nonlocal(): 函式體作為一個整體載入到記憶體中,但不執行

2.3 將 def do_global(): 函式體作為一個整體載入到記憶體中,但不執行

2.4 執行 spam = "test spam"

2.5 呼叫 def do_local():函式

2.5.1 執行 def do_local():函式

2.5.2 執行 spam = "local spam"

--完成2.5.2之後 def do_local():函式結束,其所佔的記憶體被回收, spam =

"local spam"資料被銷燬

2.6 執行print("After local assignment:", spam)語句

由於沒有global關鍵字,這裡優先讀取區域性變數,即spam = "test spam"

打印出After local assignment: test spam

2.7 呼叫do_nonlocal()函式

2.7.1 執行def do_nonlocal():

遇到 nonlocal 宣告,nonlocal關鍵字用來在函式外層(非全域性)變數。

這裡的外層即為def scope_test():這個作用域內

2.7.2 執行spam = "nonlocal spam"語句

這時def scope_test():這個作用域內由以前的spam = "test spam"被重新覆蓋為

spam = "nonlocal spam"

--do_nonlocal()函式體結束

2.8 執行 print("After nonlocal assignment:", spam)語句

由於spam被重新賦值為"nonlocal spam",這裡輸出

After nonlocal assignment: nonlocal spam

2.9 呼叫do_global()函式

2.9.1 執行def do_global(): 函式

2.9.2 執行 spam = "global spam" 語句

遇到global宣告,global關鍵字用來在函式整體作用域使用全域性變數。類似於在

def scope_test():上面寫了一句spam = "global spam"

--def do_global(): 函式體結束

2.10 執行print("After global assignment:", spam)語句

由於這一層級作用域沒有global關鍵字,這裡優先讀取區域性變數,即被修改過一次的

spam = "nonlocal spam"

這裡輸出After global assignment: nonlocal spam

2.11執行print("In global scope:", spam)語句

由於在2.9.2 spam被聲明瞭全域性變數,即spam = "global spam"

所以這裡輸出

In global scope: global spam

 

例子2

name = "jack"
def foo():
    name = "nick"
    print(name)
    def too():
        nonlocal name
        name = "nicholas"
        print(1,name)
    too()
    print(name)
foo()

 

  輸出結果

nick
1 nicholas
nicholas

 

  分析:注意這裡的def too():函式內print(1,name)語句仍然優先讀取區域性變數name = "nicholas"。


三、遞迴


1、遞迴的定義


如果在呼叫一個函式的過程中直接或間接呼叫自身本身,那麼這種方法叫做遞迴。

 

2、遞迴的特點


a、遞迴必須有一個明確的結束條件(基例)。
b、每次進入更深一層遞迴時,問題規模相比上次遞迴都應有所減少。
c、遞迴效率不高,遞迴層次過多會導致棧溢位。


3、遞迴的執行過程

例子

def calc(n):
    print(n)
    if int(n/2) ==0:
        return n
    return calc(int(n/2))
calc(10)

 

  


輸出結果

10
5
2
1

 


分析執行過程:

 

具體過程

(1)執行def calc(n):語句,將calc(n)函式載入到記憶體中進行編譯,但不執行


(2)執行calc(10)語句,呼叫calc(n)函式,將n = 10 傳入calc(n)函式


(3)執行print(n)語句,此時n = 10,列印10


判斷n/2是否等於0,10/2 = 5不等於0


執行retun語句,return呼叫calc(n)函式,


此時具體是執行calc(int(10/2))即calc(5)


此層函式暫停,等待calc(5)返回值


(4)執行print(n)語句,此時n = 5,列印5


判斷n/2是否等於0,5/2 = 2不等於0


執行retun語句,return呼叫calc(n)函式,


此時具體是執行calc(int(5/2))即calc(2)


此層函式暫停,等待calc(2)返回值


(5)執行print(n)語句,此時n = 2,列印2


判斷n/2是否等於0,2/2 = 1不等於0


執行retun語句,return呼叫calc(n)函式,


此時具體是執行calc(int(2/2))即calc(1)


此層函式暫停,等待calc(1)返回值


(6)執行print(n)語句,此時n = 1,列印1


判斷n/2是否等於0,1/2 = 2等於0,


執行if條件下的retun語句,return n 給上一層函式,


即return 1給上層函式


(7)將1傳給calc(1),calc(1)得到值為1 ,


return calc(1)即return 1,再次將1傳給上層的return calc(2),


calc(2)得到值為1,再次將1傳給上層的return calc(5),


calc(5)得到值為1,最後將1傳給calc(10),


即calc(10)= 1。

 

這裡可以列印下calc(10)的值

def calc(n):
    print(n)
    if int(n / 2) == 0:
        return n
    return calc(int(n / 2))
v = calc(10)
print("calc(10)是",v)

 

  輸出結果

10
5
2
1
calc(10)是 1

 

  

 

例子2

 

import time
person_list=['Pony','Charles','Richard ','Jack']
print("How can I make good money?")
def ask(person_list):
    print('-'*60)
    if len(person_list) == 0:
        return "I don't know"
    person=person_list.pop(0)
    if person == "Jack":
        return "%s say:Better have a dream, in case it comes true someday." %person
    print('hi Boss[%s],How can I make good money?' %person)
    print("%s replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask %s..." %(person,person_list))
    time.sleep(10)
    res=ask(person_list)
    #print('%s say: %res' %(person,res))#註釋語句
    return res
 
res = ask(person_list)
 
print(res)

 

  


輸出結果

How can I make good money?
------------------------------------------------------------
hi Boss[Pony],How can I make good money?
Pony replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Charles', 'Richard ', 'Jack']...
------------------------------------------------------------
hi Boss[Charles],How can I make good money?
Charles replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Richard ', 'Jack']...
------------------------------------------------------------
hi Boss[Richard ],How can I make good money?
Richard  replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Jack']...
------------------------------------------------------------
Jack say:Better have a dream, in case it comes true someday.

 

  

 

如果取消上面print('%s say: %res' %(person,res))註釋,執行這一語句,可以看出return返回的過程
如下

import time
person_list=['Pony','Charles','Richard ','Jack']
print("How can I make good money?")
def ask(person_list):
    print('-'*60)
    if len(person_list) == 0:
        return "I don't know"
    person=person_list.pop(0)
    if person == "Jack":
        return "%s say:Better have a dream, in case it comes true someday." %person
    print('hi Boss[%s],How can I make good money?' %person)
    print("%s replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask %s..." %(person,person_list))
    time.sleep(1)
    res=ask(person_list)#第一處
    print('%s say: %res' %(person,res))
    return res
 
res = ask(person_list)#第二處
 
print(res)

 


輸出結果

How can I make good money?
------------------------------------------------------------
hi Boss[Pony],How can I make good money?
Pony replied:I don't know,But I konw you are a smart boy,hold on ,I can help you ask ['Charles', 'Richard