以 Python 定義全局變數 Global 為中心

一、Python中定義全局變數

在Python中，全局變數在函數外部聲明，可以在程序的任何位置使用。如果在函數內部聲明變數，則該變數將是一個局部變數，只能在該函數中訪問。如下所示，全局變數num可以在函數中使用，並且如果在函數中修改它，也會對程序中其他位置使用num產生影響。

#定義全局變數num
num=0
def func():
    global num #需要用global關鍵字來聲明一個全局變數
    num+=1
    print(num)
func()
print(num) #輸出1

但是有一點需要注意的是，在函數中如果有和全局變數同名的局部變數，在函數中使用該變數時會使用局部變數而不是全局變數，如下所示。

num=0 #定義全局變數num
def func():
    num=1 #聲明一個同名的局部變數
    print(num)
func() #輸出1
print(num) #輸出0

二、全局變數的應用場景

全局變數通常被用於在程序中保存一些全局狀態信息，例如一個程序的配置信息或者計算過程中的累加器等。下面是一個例子，演示了如何使用全局變數來計算函數被調用的次數。

count=0 #定義全局變數
def func():
    global count
    count+=1
    print("函數被調用了",count,"次")
func() #輸出「函數被調用了1次」
func() #輸出「函數被調用了2次」
func() #輸出「函數被調用了3次」

三、全局變數的危害

儘管全局變數非常有用，但是它也具有一些危害。例如，全局變數可以在程序中的任何位置被修改，這可能會導致程序的不穩定和難以調試。另外，全局變數會增加程序的複雜性，因為它增加了組件之間的耦合，使得代碼的維護更加困難。下面是一個例子，演示了如何使用全局變數來傳遞參數，代碼看起來很簡單，但因為有全局變數的存在，它的實現變得複雜且難以維護。

#通過全局變數來傳遞參數
def make_query():
    global query
    query="select * from table where"
def add_condition(condition):
    global query
    query+=" "+condition
def execute_query():
    global query
    print("執行查詢：",query)
make_query()
add_condition("name='張三'")
add_condition("age=20")
execute_query() #輸出"執行查詢： select * from table where name='張三' age=20"

四、如何減少對全局變數的依賴

為了避免過度使用全局變數，可以採取以下措施來減少對它們的依賴。

1、將全局變數封裝在類中，在類的方法中進行操作。這樣可以將全局變數的作用域限制在類的範圍內，更好地控制它的使用。例如，下面是一個使用類封裝全局變數的例子。

class Base:
    num=0 #定義全局變數num
    @classmethod
    def func(cls):
        cls.num+=1
        print(cls.num)
Base.func() #輸出1
Base.func() #輸出2
Base.func() #輸出3

2、通過函數傳遞參數的方式來避免使用全局變數。這樣可以更好地管理和控制變數的使用，更加清晰地表達程序的意圖。例如，下面是一個使用函數傳遞參數來避免使用全局變數的例子。

def func1(num):
    print(num)
def func2(num):
    num+=1
    func1(num)
num=0 #定義全局變數num
func2(num) #輸出1
func2(num) #輸出1
func2(num) #輸出1

五、總結

Python中的全局變數是一種非常有用的編程工具，可以方便地在程序中共享狀態信息。但是過度使用全局變數會導致代碼難以維護，所以建議儘可能地避免使用它們。在實際編程中，可以採用封裝、傳遞參數等方法來管理變數的使用，從而使程序更加清晰、簡單、易於維護。