如何避免Python中的全局变量污染

在 Python 中，全局变量污染是指在函数或类定义中使用全局变量，导致代码的可读性和可维护性变差。为了避免全局变量的污染，我们可以使用下面的方法：

1. 使用局部变量：优先使用局部变量，尽量减少对全局变量的引用。只有当必要时才使用全局变量。

def calculate_sum(numbers):
    # 使用局部变量来保存和
    total = 0
    for num in numbers:
        total += num
    return total

2. 封装在类中：将相关的全局变量封装在类中，通过类的实例来访问和修改这些变量。这样可以让代码更加模块化和可重用。

class Calculation:
    def __init__(self, numbers):
        self.numbers = numbers
        self.total = 0
    
    def calculate_sum(self):
        for num in self.numbers:
            self.total += num
        return self.total

# 使用例子
calculation = Calculation([1, 2, 3, 4, 5])
result = calculation.calculate_sum()
print(result)  # 输出 15

3. 使用函数参数：将全局变量作为函数的参数传递。这样可以避免直接引用全局变量，减少全局变量的使用。

def calculate_sum(numbers, total=0):
    for num in numbers:
        total += num
    return total

# 使用例子
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
result = calculate_sum(numbers)
print(result)  # 输出 15

4. 使用模块：将相关的全局变量定义在一个模块中，并通过 import 语句引入使用。这样可以将全局变量的作用域限定在模块内，避免对全局命名空间的污染。

# variables.py
total = 0

# main.py
import variables

def calculate_sum(numbers):
    for num in numbers:
        variables.total += num
    return variables.total

# 使用例子
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
result = calculate_sum(numbers)
print(result)  # 输出 15

5. 使用闭包：使用闭包来创建一个局部作用域，并在该作用域内使用全局变量。

def create_calculator(total=0):
    def calculate_sum(numbers):
        nonlocal total
        for num in numbers:
            total += num
        return total
    return calculate_sum

# 使用例子
calculator = create_calculator()
result = calculator([1, 2, 3, 4, 5])
print(result)  # 输出 15

总的来说，为了避免 Python 中的全局变量污染，应该优先使用局部变量，封装在类中或使用函数参数。只有在必要时才使用全局变量，并尽量将全局变量的作用域限定在模块内或闭包中。这样可以提高代码的可读性和可维护性，避免意外的变量修改和命名冲突。