Python函数的作用域和变量

Python函数的作用域和变量是指函数内部定义的变量在函数外部的可见性范围。Python的作用域规则是基于LEGB规则，即局部作用域（Local）、外部封闭作用域（Enclosing）、全局作用域（Global）和内置作用域（Built-in）。

在Python中，当你在函数内定义一个变量时，它将成为函数的局部变量。这意味着该变量只在函数内部可见，无法在函数外部访问。例如：

def my_function():
    x = 10
    print(x)

my_function()
print(x)

在这个例子中，当调用my_function函数时，它会打印出变量x的值。但是当尝试在函数外部访问变量x时，会抛出一个NameError，因为变量x不在当前作用域内。

然而，有时候我们希望在函数内部使用一个外部的变量。为了实现这个目的，Python提供了global关键字。当在函数内部声明一个变量为global时，它将成为全局变量，即在函数外部也可以使用它。例如：

def my_function():
    global x
    x = 10

my_function()
print(x)

在这个例子中，我们使用global关键字将变量x声明为全局变量。当调用my_function函数时，它会将全局变量x的值设置为10。因此，当在函数外部打印变量x时，会显示10。

在函数内部还可以引用函数外部的变量，不过这些变量必须是外部封闭作用域或全局作用域中的变量。外部封闭作用域是指函数嵌套中外部函数中定义的变量，它对于内部函数是可见的。例如：

def outer_function():
    x = 10
    
    def inner_function():
        print(x)
    
    inner_function()

outer_function()

在这个例子中，我们定义了一个外部函数outer_function和一个内部函数inner_function。内部函数可以访问外部函数中定义的变量x，因为它处于外部封闭作用域中。当调用outer_function函数时，它会调用inner_function函数，并打印出变量x的值。

最后，Python还有一个内置作用域，包含了Python的内置函数和模块中的变量。这些变量可以在所有函数中直接访问，而无需声明为全局变量。例如：

import math

def my_function():
    print(math.pi)

my_function()

在这个例子中，我们引入了Python的math模块，并在my_function函数中打印了模块中的变量pi。因为math是一个内置模块，所以无需声明为全局变量，就可以在函数内部直接访问它。

总结起来，Python函数的作用域和变量规则相对简单明了，可以根据LEGB规则确定变量的可见性范围。在函数内部定义的变量是局部变量，只在函数内部可见；可以使用global关键字将变量声明为全局变量，在函数外部也可见；函数内部还可以访问外部封闭作用域和全局作用域中的变量；而Python内置模块中的变量在所有函数中都直接可见，无需声明为全局变量。