Python中的变量作用域及函数嵌套

一、变量作用域

变量作用域指的是一个变量的有效范围或使用范围，也就是变量能够影响哪些代码段。在Python中，变量的作用域分为全局作用域和局部作用域。

1. 全局作用域

全局作用域指的是在整个程序中都可用的变量，一般定义在程序的最外层，也就是不在任何函数、类或语句块内。

例如：

x = 10

def func():
    print(x)
    
func()    # 输出：10

在上面的例子中，x是在全局作用域中定义的，在func函数中也可以使用它。

2. 局部作用域

局部作用域指的是在函数、类或语句块里面的变量。例如，如果我们在函数内定义一个变量，那么这个变量就只在函数内有效，函数外部是无法使用这个变量的。

例如：

def func():
    y = 20
    print(y)
    
func()    # 输出：20
print(y)  # 报错：NameError: name 'y' is not defined

在上面的例子中，y是在func函数内定义的，它只在函数内有效。

3. 全局变量与局部变量

当一个变量的名字既出现在函数内，又出现在函数外，那么Python会遵循“局部优先”的原则，即优先使用函数内的变量。

例如：

x = 10

def func():
    x = 20
    print(x)
    
func()    # 输出：20
print(x)  # 输出：10

在上面的例子中，虽然x在函数内和函数外都出现了，但是函数内的x优先级更高，因此输出的是20。

如果我们想在函数内部使用全局变量，可以使用global关键字来声明。

例如：

x = 10

def func():
    global x
    x = 20
    print(x)
    
func()    # 输出：20
print(x)  # 输出：20

在上面的例子中，使用了global关键字声明了x是全局变量，因此输出的x是修改后的全局变量的值。

二、函数嵌套

函数嵌套指的是在一个函数内部定义另外一个函数。使用函数嵌套可以使代码逻辑更加清晰，结构更加简单。

例如：

def outer_func():
    print("这是外部函数")
    
    def inner_func():
        print("这是内部函数")
        
    inner_func()
    
outer_func()    # 输出：这是外部函数 
 这是内部函数

在上面的例子中，outer_func是一个外部函数，它内部定义了一个inner_func函数，inner_func是一个内部函数。

在函数嵌套中，内部函数可以访问外部函数的变量，但是外部函数不能访问内部函数的变量。

例如：

def outer_func():
    x = 10
    print("这是外部函数")
    
    def inner_func():
        y = 20
        print("这是内部函数，x=", x, "y=", y)
        
    inner_func()
    print("x=", x)
    
outer_func()

在上面的例子中，内部函数inner_func可以访问外部函数outer_func中的变量x，但是外部函数不能访问内部函数中的变量y。

总之，变量作用域和函数嵌套是Python中非常重要的概念，熟练掌握这些知识可以写出更加精简且充满层次感的代码。