Python Nonlocal：函數中外部變數的訪問和修改

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數。但是，在函數內部修改外部函數定義的變數是不允許的，即使您使用賦值運算符為變數賦值，Python也會創建一個新的局部變數，並且不會修改外部變數。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數時，可以使用nonlocal關鍵字將外部變數聲明為非本地變數，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數，而不是創建一個新的局部變數。

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變數進行修改。我們使用nonlocal關鍵字在函數inner中聲明x變數是一個非本地變數，然後在函數體內部修改x變數的值為”nonlocal”。最後，我們在函數outer中列印x的值。 運行這段代碼，您會發現x變數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」意味著語言不允許使用在不同cevice作用域中的同名變數相互干擾。這個原則是為了避免變數歧義和混淆。

「非本地綁定原則」表示函數內部的變數對外部變數是完全透明的。因此，函數內部的變數不能直接修改或訪問外部變數。

然而，Python Nonlocal使得函數內部的函數能夠訪問和修改外部變數。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數的情況。

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數。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數。然而，它們也有著重要的區別。

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

在實踐中，如果您需要在一個函數中訪問全局變數，並在該函數中修改該變數，則應使用global關鍵字。 如果一個變數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數時。

2.當您需要在許多地方使用同一個變數時，但不希望將其轉換為全局變數時。

3. 通過在函數之間共享變數，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，變數count的值加1。我們使用nonlocal關鍵字以方便地訪問並修改變數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數。它只對嵌套函數內部使用，如果您需要全局訪問變數，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。