python专区--变量作用域

变量作用域

全局变量

  • 标识符的作用域是定义为其声明在程序里的可应用范围,也就是变量的可见性
  • 在一个模块中最高级别的变量有全局作用域
  • 全局变量的一个特征是除非被删除掉,否则他们会存活到脚本运行结束,且对于所有的函数,他们的值都是可以被访问的

全局变量的使用

>>> x = 10			# 定义全局变量x
>>> def func1():		# 定义函数func1(),函数内部可以直接使用变量x
...     print(x)
... 
>>> func1()		#调用函数func1(),结果为10

局部变量

  • 局部变量只是暂时的存在,仅仅只依赖于定义他们的函数现阶段是否处于活动
  • 当一个函数调用出现时,其局部变量就进入声明它们的作用域。在那一刻,一个新的局部变量名为那个对象创建了
  • 一旦函数完成,框架被释放,变量将会离开作用域

局部变量只在函数内部起作用

>>> def func2():		#定义函数func2(), 其中的变量a为局部变量,只在函数内部有效
...     a = 10
...     print(a)
... 
>>> def func3():		#定义函数func2(), 其中的变量a为局部变量,只在函数内部有效
...     a = 'hello'
...     print(a)
... 
>>> func2()			#调用函数func2(),结果为10
>>> func3()			#调用函数func3(), 结果为hello
>>> a		#查看a的值,没有被定义,函数内部的a为局部变量,只在该函数内部有效

如果局部变量与全局变量有相同的名称,那么函数运行时,局部变量的名称将会把全局变量的名称遮盖住

>>> x = 100		# 定义全局变量x
>>> def func5():		# 声明函数func5(), 函数内有局部变量x=200
...     x = 200
...     print(x)
... 
>>> func5()		# 局部变量
200
>>> x			# 查看x【全局变量】,没有发生变化
100

global 语句

  • 因为全局变量的名字能被局部变量给遮盖掉
  • 为了明确地引用一个已命名的全局变量,必须使用 global 语句
>>> x = 100		#定义全局变量x
>>> def func6():		#定义函数func6()
...     global x      #引用全局变量x
...     x = 200       #为全局变量x赋值为200
...     print(x)      #打印变量x的值
... 

>>> func6()		#调用函数func6()
>>> x

查找变量或函数的顺序

  • 首先在函数的内部去查找
  • 函数内部没有,然后去全局去查找,看是否定义
  • 全局也没有,最后会去内建函数中查找
# 验证python查找变量或函数的顺序,定义函数func7(),统计字符'abcd'的长度
>>> def func7():
...     print(len('abcd'))
... 
>>> func7()		#调用函数,结果为4,正确
>>> len			#全局查看是否有len,没有,不存在
# 先在函数func7()内部查找方法len(),再在全局查找,最后在内建中查找len()

生成器

Python 使用生成器对延迟操作提供了支持。所谓延迟操作,是指在需要的时候才产生结果,而不是立即产生结果。这也是生成器的主要好处。

Python有两种不同的方式提供生成器:

  • 生成器函数:

    • 常规函数定义,但是,使用 yield 语句而不是 return 语句返回结果
    • yield 语句一次返回一个结果,在每个结果中间,挂起函数的状态,以便下次重它离开的地方继续执行
    # 生成器函数
    # return: 函数执行的终止
    # yield: 表示函数执行的暂停
    def func02():
        a = 1
        yield a
        b = "hello"
        yield b
        c = [1, 2]
        yield c
    gen2 = func02()
    print("gen2:", gen2)
    # <generator object func02 at 0x7f94da357a98>
    print(gen2.__next__())  # 1
    print(gen2.__next__())  # hello
    for item in gen2:
        print("for:", item)  # [1, 2]
    # gen2.__next__()  # 报错
    
  • 生成器表达式:

    • 类似于列表推导,但是,生成器返回按需产生结果的一个对象,而不是一次构建一个结果列表
    # 列表推导式
    import random
    list01 = [random.randint(1, 5) for i in range(5)]
    print(list01)  # [1, 3, 4, 1, 2]
    # 生成器表达式
    gen01 = (random.randint(1, 5) for i in range(5))
    print(gen01)  # <generator object <genexpr> at 0x7f18cc1c8830>
    # 生成器当中的元素只能获取一遍
    # for   生成器.__next__()
    print("data:", gen01.__next__())  # 第一个数据
    print("data:", gen01.__next__())  # 第二个数据
    for item in gen01:
        print("for:", item)
    # print("data:", gen01.__next__())  # 报错:StopIteration
    
    • 生成器的好处在于延迟操作,需要的时候再使用,所以会节省空间
    sum([i for i in range(100000000)])
    sum((i for i in range(100000000)))
    
  • 注意事项

    • 生成器的唯一注意事项就是:生成器只能遍历一次
    • 自定义生成器函数的过程
      • 在函数内部,有很多 yield 返回中间结果;
      • 程序向函数取值时,当函数执行到第1个yield时,会暂停函数运行并返回中间结果;
      • 当主程序再次调用函数时,函数会从上次暂停的位置继续运行,当遇到第2个yield,会再次暂停运行函数并返回数据;
      • 重复以上操作,一直到函数内部的yield全部执行完成为止

练习 :文件生成器

需求:通过生成器完成以下功能

  • 使用函数实现生成器 yield
  • 函数接受一个文件对象作为参数(读文件)
  • 生成器函数每次返回文件的 10 行数据
# 程序 = 数据结构(列表) + 算法
# 算法:
# 1. 读取文件,按行读(readline, readlines)
# 2. 读一行给列表添加一个元素(行)
# 3. 判断列表长度是否为10
#    是: 通过yield返回列表,清空列表    不是:接着读取文件
# 4. 文件读取完毕,再次判断列表是否为空,如果不为空,将剩余行数返回
def gen_file(fobj):  # fobj: 文件管家,形式参数
    lines = []  # 每次存储10行记录
    for item in fobj.readlines():  # for item in fobj:
        lines.append(item)  # 读一行给列表添加一个元素
        if len(lines) == 10:
            yield lines  # 通过yield返回列表
            lines.clear()  # 清空列表
    if len(lines) != 0:  # 判断列表是否为空
        yield lines  # 将剩余行数返回
if __name__ == '__main__':
    fr = open("/etc/passwd", mode="r")
    gen = gen_file(fr)  # fobj = fr,  gen: 生成器
    for item in gen:  # 通过for获取生成器中的元素
        print(item)
        print("============================")
    fr.close()
    
    # with打开文件的方式
    # with open("/etc/passwd", mode="r") as fr:
    #     gen = gen_file(fr)
    #     for item in gen:  # 通过for获取生成器中的元素
    #         print(item)
    #         print("============================")

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