Python Nonlocal：函數中外部變量的訪問和修改

一、什麼是Python Nonlocal？

在Python中，函數可以嵌套定義。在內部函數中，可以訪問外部函數定義的變量。但是，在函數內部修改外部函數定義的變量是不允許的，即使您使用賦值運算符為變量賦值，Python也會創建一個新的局部變量，並且不會修改外部變量。這是出於Python語言的“cevice區分原則”和“非本地綁定原則”的考慮。

Python Nonlocal關鍵字解決了這個問題。當您要在內部函數中修改外部函數定義的變量時，可以使用nonlocal關鍵字將外部變量聲明為非本地變量，並且在函數內部對其進行修改。這樣，Python就可以知道您要修改的是外部變量，而不是創建一個新的局部變量。

def outer():
    x = "local"
    
    def inner():
        nonlocal x
        x = "nonlocal"
        print("inner:", x)
        
    inner()
    print("outer:", x)

outer()

在上面的例子中，我們定義了一個外部函數outer並在內部函數inner中對x變量進行修改。我們使用nonlocal關鍵字在函數inner中聲明x變量是一個非本地變量，然後在函數體內部修改x變量的值為”nonlocal”。最後，我們在函數outer中打印x的值。 運行這段代碼，您會發現x變量的值被修改為非本地值”nonlocal”。

二、Python Nonlocal 原則

在使用Python Nonlocal之前，有必要了解Python語言的“cevice區分原則”和“非本地綁定原則”。

“cevice區分原則”意味着語言不允許使用在不同cevice作用域中的同名變量相互干擾。這個原則是為了避免變量歧義和混淆。

“非本地綁定原則”表示函數內部的變量對外部變量是完全透明的。因此，函數內部的變量不能直接修改或訪問外部變量。

然而，Python Nonlocal使得函數內部的函數能夠訪問和修改外部變量。這使得函數的設計更加靈活。但是，Python Nonlocal並不是用於每個函數中的，僅限於需要在函數內訪問外部變量的情況。

三、Python Nonlocal 和 Global 關鍵字的對比

除了Python Nonlocal，Python還提供了一個global關鍵字來訪問和修改全局變量。這兩個關鍵字非常相似，它們都允許內部函數訪問並修改外部變量。然而，它們也有着重要的區別。

global關鍵字用於在函數內部聲明全局變量，而nonlocal關鍵字用於在函數內部聲明外部變量，因此nonlocal關鍵字只允許訪問在函數外部定義的變量而非全局變量。同時，使用nonlocal的函數僅對非本地變量進行修改，而全局變量可以被訪問和修改。

在實踐中，如果您需要在一個函數中訪問全局變量，並在該函數中修改該變量，則應使用global關鍵字。 如果一個變量需要在函數嵌套中共享，而不是在函數之間共享，則應該使用nonlocal關鍵字。

四、Python Nonlocal的使用場景

使用Python Nonlocal有幾種使用場景，例如:

1.當您需要在嵌套的函數中訪問並修改外部變量時。

2.當您需要在許多地方使用同一個變量時，但不希望將其轉換為全局變量時。

3. 通過在函數之間共享變量，您可以編寫更簡潔，更優雅的代碼

def counter():
    count = 0
  
    def func1():
        nonlocal count
        count += 1
        return count
  
    def func2():
        nonlocal count
        count += 1
        return count
      
    return func1, func2
  
c1, c2 = counter()
print(c1())
# Output: 1
print(c2())
# Output: 2
print(c1())
# Output: 3

在上面的例子中，我們定義了一個計數器函數，它返回兩個內部函數func1和func2，每次調用一個內部函數時，變量count的值加1。我們使用nonlocal關鍵字以方便地訪問並修改變量count。最後，我們調用內部函數c1和c2，每次調用一個函數時，count的值都會增加。

五、結論

在Python中，nonlocal關鍵字允許內部函數訪問並修改外部變量。它只對嵌套函數內部使用，如果您需要全局訪問變量，則需要使用global關鍵字。使用Python Nonlocal可以編寫更優雅，簡潔，可讀性更好的代碼。它提供了更多的選項來創建可維護和可擴展的代碼。