Python函数的作用域及变量的作用域规则

Python函数的作用域规定了变量在哪个地方可以被访问或者被引用。Python的变量作用域规则分为四个级别，称为LEGB规则，即Local（局部作用域）、Enclosing（嵌套作用域）、Global（全局作用域）和Built-in（内建作用域）。

1. 局部作用域（Local）：在函数内部定义的变量只能在该函数内部被访问，此外的其他地方都无法使用这些变量。这就是局部作用域。局部变量仅仅在函数的作用范围内有效，一旦函数执行完毕，局部变量就会被销毁。例如：

def my_func():
    x = 10
    print("局部变量x的值为:", x)

my_func()
print("局部变量x的值为:", x)  # 报错，x无法在函数外部访问

2. 嵌套作用域（Enclosing）：当函数嵌套定义时，内部函数可以访问外部函数的变量，但是外部函数无法访问内部函数的变量。嵌套作用域相当于每个函数在其外部函数的作用范围之内。例如：

def outer():
    x = 20
    print("外部函数中的x:", x)
    
    def inner():
        nonlocal x
        x += 5
        print("内部函数中的x:", x)
    
    inner()
    print("外部函数中的x:", x)

outer()

在这个例子中，内部函数inner()中的变量x使用了nonlocal关键字，表示这个x变量是外部函数outer()中的x变量。通过nonlocal关键字，我们将x的作用域扩展到了outer()函数中，从而使得inner()函数也可以访问并修改outer()函数中的x变量。

3. 全局作用域（Global）：在函数的外部定义的变量属于全局作用域，可以在整个程序中被访问。全局变量的作用范围取决于它定义的位置和它在程序中的引用。全局变量一般定义在函数外部，但是也可以在函数内部使用global关键字进行声明和修改。例如：

x = 30

def my_func():
    global x
    x += 10
    print("全局变量x的值为:", x)

my_func()
print("全局变量x的值为:", x)

在这个例子中，通过global关键字声明了x是一个全局变量，并在函数内部对x进行修改。

4. 内建作用域（Built-in）：这个作用域包含了Python内建的函数和异常种类。在Python底层，一些内建的函数和异常会被默认添加到内建作用域中，因此我们无需手动导入就可以直接使用它们。例如：len()函数、print()函数和ValueError异常等。

总结来说，Python的变量作用域规则按照LEGB的顺序查找变量，即先在局部作用域中查找，然后是嵌套作用域，再是全局作用域，最后是内建作用域。如果在某个作用域中找不到变量，则会继续在下一个作用域中查找，直到找到或者无法找到为止。因此，在函数内部定义的变量优先级最高，其次是嵌套函数和全局作用域，最后是内建作用域。