Python函数中全局变量、局部变量和嵌套作用域

在Python中，全局变量、局部变量和嵌套作用域是三种不同的变量作用域。了解它们之间的区别非常重要，因为它们在程序中的使用方式和生命周期都有所不同。

全局变量是在整个程序中都可以访问的变量，无论在哪个函数中定义，它都可以被任何函数调用。当我们在函数的外部定义一个变量时，它就是一个全局变量。

例如，在下面的代码中，变量x是一个全局变量：

x = 10

def func():
    print(x)
    
func()  # 输出结果为10

在函数中，我们可以访问全局变量，并在函数内部使用它们。但是，如果我们在函数内部再次给变量赋值，它将成为一个局部变量，而不是改变全局变量的值。

例如，在下面的代码中，变量x是一个全局变量，但在函数内部给它赋新值后，它变成了一个局部变量：

x = 10

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

在函数内部，我们可以使用关键字global来告诉Python某个变量是全局变量，并在函数中改变它的值。这样，无论在函数内外，这个变量都将具有相同的值。

例如，在下面的代码中，我们使用关键字global在函数内部改变全局变量的值：

x = 10

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

局部变量是在函数中定义的变量，只能在函数的内部访问。它们在函数调用时创建，当函数结束时销毁。

例如，在下面的代码中，变量x是一个局部变量，只能在函数中访问：

def func():
    x = 10
    print(x)
    
func()  # 输出结果为10
print(x)  # 报错：没有名为x的全局变量

嵌套作用域是指在一个函数内部定义的函数中的变量。这些变量在内部函数中可见，但在外部函数及其他函数中不可见。在内部函数中，我们可以访问包含它的外部函数的变量。在Python中，我们可以使用关键字nonlocal来使用嵌套作用域中的变量。

例如，在下面的代码中，我们定义了两个函数：外部函数outer和内部函数inner。在inner函数中，我们可以访问外部函数的变量x。

def outer():
    x = 10
    
    def inner():
        nonlocal x
        x = 20
        print(x)
    
    inner()  # 输出结果为20
    print(x)  # 输出结果为20

outer()

总结来说，全局变量可以在整个程序中访问，局部变量只能在函数内部访问，嵌套作用域中的变量可以在内部函数中访问。我们可以使用global和nonlocal关键字来在函数内部改变全局变量和嵌套作用域中的变量的值。理解这些变量的作用域和生命周期对于编写清晰、可维护的代码非常重要。