Python局部變數的定義與使用

一、局部變數的概念

在函數內部定義的變數稱為局部變數，只能在函數內部使用。局部變數的生命周期和函數相同，函數執行結束後，變數也就銷毀了。

def test():
    var = "局部變數"
    print(var)
test()

執行結果為：

局部變數

在函數內部，我們定義了一個名為var的變數，並將其值設定為”局部變數”，隨後我們又在函數內將變數輸出。輸出結果說明了我們的局部變數是起效的。

二、局部變數的作用域

作用域決定了局部變數的訪問許可權。Python中的作用域分為四種:

1. Local：局部變數的作用域為函數內部，在函數外部無法訪問這些變數
2. Enclosing：在嵌套函數中引用變數，如下面的例子
3. Global：全局變數的作用域為整個Python模塊，在模塊內引用變數時都能訪問該變數
4. Built-in： Python內置變數的作用域是Python內置模塊中的所有函數

Enclosing作用域的例子

def outer():
    x = "outer function"
    def inner():
        y = "inner function"
        print(x)
        print(y)
    inner()
outer()

輸出結果為：

outer function
inner function

分析一下這個例子，我們定義了一個名為outer的函數，並在函數內定義了一個x變數。然後在函數內部，我們再定義了一個inner函數，並在其中定義了一個y變數，隨後我們輸出了x和y。由輸出結果可知，在inner函數內部，它可以訪問到outer函數內部定義的x變數，因為outer就是inner的Enclosing作用域。

三、函數中變數的生命周期

函數是Python中常見的代碼塊結構，變數的生命周期和函數密切相關，一旦函數退出，其內部所定義局部變數也隨之消失，這就決定了在函數中定義的變數與外部變數的訪問許可權。

def test():
    var = "函數內的局部變數"
    print(var)
test()
print(var)  # 錯誤代碼

這個例子中，我們定義了test函數，並在函數內部定義了一個var局部變數，執行函數後會輸出它的值。但是在函數外部，我們不能再訪問這個變數了，因為它的作用域只在函數內部。因此在函數外嘗試輸出var值，Python解釋器會報錯。

四、全局變數和局部變數的區別

全局變數和局部變數有一個根本的區別，局部變數在函數執行結束後就會銷毀。因此，在Python中為了避免變數污染，我們常常使用局部變數去代替全局變數。全局變數在程序的各個部分中都能使用，通常聲明在函數的外部或者在模塊頂層。

使用局部變數：

n = 10  # 全局變數
def add(m):
    global n
    n += m  # 修改全局變數n
    print(n)
add(5)

這個例子中，我們定義了一個全局變數n，並在add函數中修改了n的值，由於n是全局變數，所以在函數執行結束後，n的值並沒有被銷毀，而是繼續存在。

使用全局變數和局部變數：

n = 10 # 全局變數
def add(m):
    n = 1 # 局部變數，與全局變數n不一樣
    n += m # 修改局部變數n
    print(n)
add(5)
print(n)

執行結果為：

6
10

從代碼和執行結果可知，我們在add函數中定義了一個名為n的局部變數，並給它賦值為1，而不是使用全局變數n。在函數執行結束後，全局變數n的值並沒有改變。

五、函數參數的傳遞方式

Python中函數參數有兩種傳遞方式：值傳遞和引用傳遞。

值傳遞：

def func(a):
    a = 10 
    print(a)
b = 20
func(b)
print(b)

執行結果為：

10
20

可以看到，儘管函數內部修改了a的值，但是在函數外部b的值並沒有改變，所以b是值傳遞。

引用傳遞：

def func(lst):
    lst[0] = 100
    print(lst)
lst = [1, 2, 3]
func(lst)
print(lst)

執行結果為：

[100, 2, 3]
[100, 2, 3]

我們在函數內部修改了lst的值，在函數外部輸出lst值時，它已經被修改了。因此，lst是引用傳遞。

六、小結

本文主要從局部變數的概念和作用域、函數中變數的生命周期、全局變數和局部變數的區別、函數參數的傳遞方式等多個方面來詳細闡述了Python中局部變數的定義與使用。局部變數作為函數內部的變數，其作用域只在函數內部有效，因此使用它能避免變數污染。在使用過程中，應該注意全局變數和局部變數的區別，以及函數參數的傳遞方式。