问题: 描述一下 global 和 nonlocal

👇 点击展开/折叠 面试背诵模板（建议先背这个） global 用于在函数内部声明一个变量来自全局作用域，允许修改全局变量；nonlocal 用于在嵌套函数中声明一个变量来自最近的外层函数（非全局），允许修改外层函数的局部变量。两者均需在首次使用前声明，且 nonlocal 不能用于全局作用域，global 不能用于已存在的局部变量。nonlocal 仅适用于嵌套函数场景，且不能绑定全局变量或模块级变量。
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global 使用场景与代码示例

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x = 10          # 全局变量

def outer():
    global x    # 声明 x 是全局变量
    x = 20      # 修改全局 x

outer()
print(x)        # 20（全局变量被修改）

nonlocal 使用场景与代码示例

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def outer():
    y = 10      # 外层函数的局部变量

    def inner():
        nonlocal y   # 声明 y 来自外层函数
        y = 20       # 修改外层函数的局部变量

    inner()
    print(y)    # 20（外层变量被修改）

global 与 nonlocal 的核心对比

维度 global nonlocal
作用域 全局作用域（模块级） 最近的外层函数（非全局）
适用场景 函数内修改模块级变量 闭包或嵌套函数中修改外层变量
能否用于嵌套函数 ✅ 可以，但指向全局 ✅ 可以，指向最近的外层函数
能否在模块级使用 ❌ 不允许（模块级无意义） ❌ 不允许（无外层函数）
声明位置 函数内部，在访问前声明 嵌套函数内部，在访问前声明

常见错误与陷阱

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# ❌ 错误1：nonlocal 用于全局变量
x = 10
def func():
    nonlocal x   # SyntaxError: no binding for nonlocal 'x' found

# ❌ 错误2：global 用于已存在的局部变量
x = 10
def func():
    x = 20       # 局部变量，遮蔽全局
    global x     # SyntaxError: name 'x' is assigned to before global declaration

# ✅ 正确：global 声明必须在赋值之前
def func():
    global x     # 先声明
    x = 20       # 再修改

# ❌ 错误3：nonlocal 指向不存在的变量
def outer():
    def inner():
        nonlocal z   # NameError: no binding for nonlocal 'z' found

使用场景速览

场景 推荐方案 替代方案
修改模块级配置变量 global 将变量封装为类属性或模块属性
闭包中维护计数器 nonlocal 使用列表 [0] 或可变对象（hack）
装饰器中保存状态 nonlocal 使用 functools.wraps 配合属性
全局单例初始化 global 改用模块级全局变量或类静态方法

与 globals() 和 locals() 的关系

  • globals() 返回全局命名空间字典，通过 globals()['x'] = 20 等效于 global x; x = 20，但不够优雅。
  • locals() 返回当前局部命名空间字典，但修改它通常不会影响实际变量（Python 优化），不推荐使用。
  • global 和 nonlocal 是编译期指令，影响变量的作用域解析规则，而 globals()/locals() 是运行时函数，用于动态访问命名空间。