Глобальные переменные python пример

Область видимости

Область видимости переменных в языке программирования Python представляет собой некое пространство имен, в рамках которого функционируют созданные объекты. Эта особенность позволяет ограничивать доступ к определенным значениям во избежание конфликтов между одинаковыми идентификаторами. Переменные бывают двух видов: локальные и глобальные, что в большинстве случае определяется местом их первичной идентификации в программе.

Локальные переменные

Для создания переменных, обладающих локальной областью видимости, необходимо всего лишь поместить их в отдельный блок кода, изолированный от остальной программы. Чтобы увидеть локальную переменную в действии, достаточно инициализировать целочисленный объект с именем x и значением 100 в функции f, как это сделано в следующем примере:

def f(): x = 100 print(x) f() 100

Здесь x имеет локальную область видимости, так как доступна лишь в рамках своей функции f. Вызывая данную функцию из внешней части программы, можно увидеть вывод целочисленного значения на экране. Однако, если попытаться вывести переменную x при помощи метода print вне зоны действия функции f, компилятор тут же выдаст ошибку:

def f(): x = 100 print(x) f() print(x) 100 Traceback (most recent call last): File "main.py", line 5, in print(x) NameError: name 'x' is not defined

Так происходит из-за того, что внешняя часть программы ничего не знает о переменной x, поскольку содержит в себе совсем другое пространство имен. Пользоваться локальными объектами можно только в той области, где они были идентифицированы. В обратном же случае компилятор сообщит об ошибке, не сумев обнаружить необходимую переменную.

Глобальные переменные

Чтобы иметь возможность использовать некоторое значение в любой части программы, следует объявить глобальную переменную. Для этого понадобиться создать переменную отдельно от области кода, ограниченной определенным блоком кода, например, функцией. В следующем примере демонстрируется идентификация целочисленного типа данных под названием x, который позже выводится на экран при помощи метода print в функции f:

x = 100 def f(): print(x) f() print(x) 100 100

Как можно заметить из результатов выполнения программы, значение 100 воспроизводится не только через f, но и с помощью обычного print. Таким образом, получение доступа к x осуществляется из любой части кода, благодаря глобальной области видимости подобного объекта. Но что будет, если попытаться изменить значение глобальной переменной в некой функции? Результаты такого эксперимента представлены в следующем фрагменте кода:

x = 100 def f(): x = 200 f() print(x) 100

Функция f присваивает значение 200 переменной с именем x, однако, вопреки ожиданиям, внешний метод print выводит число 100, которое принадлежало x изначально. Происходит так потому, что в данной программе создаются два разных объекта x с локальной, а также глобальной областью видимости. Исправить ситуацию поможет ключевое слово global:

x = 100 def f(): global x x = 200 f() print(x) 200

Пометив переменную x как global, можно обращаться к ее изначальному значению, которое было определено вне зоны действия функции f. Теперь после того как в x поместили число 200, вызов метода print выводит вполне ожидаемый результат, то есть измененное значение.

В Python глобальные переменные можно использовать для хранения каких то настроек программы или разрабатываемого модуля. Для этого хорошо подойдут словари.

Но все таки не стоит злоупотреблять. Зачастую гораздо правильнее передавать в функции необходимые значения в качестве аргуменов, а если нужно перезаписать какое-то глобальное значение, то возвращать его из функции.

def my_abs(val): return -val if val < 0 else val return val + 1 x = -15 x = my_abs(x)

Нелокальные переменные

Итак, для обращения к глобальной переменной внутри функции f необходимо использовать ключевое слово global перед ее идентификатором. Но что если требуется вызывать совсем не глобальную, а переменную, которая была определена во внешнем методе, являясь при этом локальной для другого пространства имен, находящегося на уровень выше? Следующий код демонстрирует попытку взаимодействия со значением из внешней функции f1 в методе f2:

def f1(): x = 100 def f2(): x = 200 f2() print(x) f1() 100

Несмотря на то, что переменной с таким же именем x было присвоено новое значение 200, в результате выполнения написанных методов на экране отобразилось 100. Как и в том случае с двумя разными переменными, локальной и глобальной, здесь имеется также два различных объекта, которые идентифицированы в отдельных блоках кода. Чтобы обратиться к объекту, который не является локальным, необходимо воспользоваться модификатором nonlocal:

def f1(): x = 100 def f2(): nonlocal x x = 200 f2() print(x) f1() 200

Таким образом, в методе f2 осуществляется запись значения 200 в переменную x из функции f1. В результате подобных действий, вызов метода f1 из внешней части программы создает новую переменную x, значение которой меняется в f2 со 100 на 200 и выводится при помощи print.

Видимость из загружаемого модуля

Теперь разберемся с видимостью глобальных переменных между загружаемыми модулями Python. Например, мы подключаем другой модуль с помощью команды import. Создадим файл «test.py» и в него запишем следующий код:

print('Загружается модуль test') x = 100 def f(): print('Из функции x=' + str(x))

То есть мы определили глобальную переменную x для модуля test. Так же определили функцию, которая выводит на экран её значение.

Теперь создадим файл main.py, который и будем запускать. В нем мы импортируем модуль test, а так же создадим свою глобальную переменную x. После этого выведем значения глобальной переменной из test, вызовим функцию f, а так же проверим, что значение переменной в модуле main не изменилось:

x = 200 print('Из модуля main x=' + str(x)) import test print('Из модуля test x=' + str(test.x)) print('Присваиваем значение 300') test.x = 300; print('Из модуля test x=' + str(test.x)) test.f() print('Из модуля main x=' + str(x)) Из модуля main x=200 Загружается модуль test Из модуля test x=100 Присваиваем значение 300 Из модуля test x=300 Из функции x=300 Из модуля main x=200

Мы в первой же строчке записали в x значение 200. Это было сделано, чтобы показать, что после того, как мы загрузим внешний модуль, значение этой переменной не изменится. Так и вышло. Обращаясь к переменной из загруженной библиотеки, удалось прочитать его и изменить значение.

Теперь модифицируем программу следующим образом:

x = 200 print('Из модуля main x=' + str(x)) from test import * f() print('Из модуля main x=' + str(x)) print('Присваиваем значение 300') x = 300 f() print('Из модуля main x=' + str(x)) Из модуля main x=200 Загружается модуль test Из функции x=100 Из модуля main x=100 Присваиваем значение 300 Из функции x=100 Из модуля main x=300

В этом случае для загрузки мы использовали команду «from test import *». Мы импортировали все переменные и функции. После загрузки модуля значение переменной x в модуле main изменилось. Но при вызове функции, мы получаем значение x из модуля test. После присвоения нового значения переменной x, значение, которое выводит функция f не изменяется.

Следует по возможности избегать подключение библиотек с помощью команды from библиотека import *, а подключать только необходимые функции — from библиотека import функция. При этом надо удостовериться, что эти имена не используются в основном модуле.

Использование import библиотека поможет избежать возможных ошибок, если в программе есть функции, классы и переменные с такими же наименованиями, как и в загружаемом модуле.

Глобальные переменные в классе

Точно так же как и в функциях, можно обращаться к глобальным переменным и в классе Python. Разберем пример:

x = 100 print(x) class c1: global x x = 200 def __init__(self): global x x = 300 def f(self): global x x = 400 print(x) o1 = c1() print(x) o1.f() print(x) 100 200 300 400

Мы объявили глобальную переменную x. Вывели значение переменной до и после объявления класса. Как видим значение изменилось. После того как мы создали объект класса, значение в очередной раз поменялось. Это произошло, потому что сработал конструктор класса — метод __init__. После вызова функции f у созданного объекта, значение стало 400. В Python использование global переменная и в функции класса, и в его конструкторе, и после описания класса дают возможность изменения глобальной переменной. Если убрать это объявление, то тогда выполнится присвоение локальной переменной.

Конечно же если мы определим локальную переменную в классе, то к ней не будет возможности доступа из другого класса:

class c1: x = 100 class c2: def f(self): print(x) o = c2() o.f() Traceback (most recent call last): File "main.py", line 7, in o.f() File "main.py", line 5, in f print(x) NameError: name 'x' is not defined

Для того, чтобы код работал, переменная x должна быль глобальной.

Заключение

Таким образом, область видимости переменных в языке программирования Python, является важной составляющей платформы. Правильное взаимодействие со всеми ее особенностями позволяет избежать множества довольно сложных ошибок. Для более безопасного контроля над видимостью отдельных объектов применяются ключевые слова global и nonlocal. Чтобы ознакомиться с дополнительными сведениями по данной теме, следует изучить PEP 3104.

Источник

Руководство по глобальным переменным

Переменная, доступ к которой можно получить из любого места в коде, называется глобальной. Ее можно определить вне блока. Другими словами, глобальная переменная, объявленная вне функции, будет доступна внутри нее.

С другой стороны, переменная, объявленная внутри определенного блока кода, будет видна только внутри этого же блока — она называется локальной.

Разберемся с этими понятиями на примере.

Пример локальных и глобальных переменных

 
 
def sum(): a = 10 # локальные переменные b = 20 c = a + b print("Сумма:", c) sum()
 
Переменная объявлена внутри функции и может использоваться только в ней. Получить доступ к этой локальной функции в других нельзя.
 
Для решения этой проблемы используются глобальные переменные.
 
Теперь взгляните на этот пример с глобальными переменными:
 
 
 
a = 20 # определены вне функции b = 10 def sum(): c = a + b # Использование глобальных переменных print("Сумма:", c) def sub(): d = a - b # Использование глобальных переменных print("Разница:", d) sum() sub()
 
В этом коде были объявлены две глобальные переменные: a и b . Они используются внутри функций sum() и sub() . Обе возвращают результат при вызове.
 
Если определить локальную переменную с тем же именем, то приоритет будет у нее. Посмотрите, как в функции msg это реализовано.
 
 
 
def msg(): m = "Привет, как дела?" print(m) msg() m = "Отлично!" # глобальная переменная print(m)
 
Здесь была объявлена локальная переменная с таким же именем, как и у глобальной. Сперва выводится значение локальной, а после этого — глобальной.
 
Ключевое слово global
 
Python предлагает ключевое слово global , которое используется для изменения значения глобальной переменной в функции. Оно нужно для изменения значения. Вот некоторые правила по работе с глобальными переменными.
 
Правила использования global
 
 
Если значение определено на выходе функции, то оно автоматически станет глобальной переменной.
 
Ключевое слово global используется для объявления глобальной переменной внутри функции.
 
Нет необходимости использовать global для объявления глобальной переменной вне функции.
 
Переменные, на которые есть ссылка внутри функции, неявно являются глобальными.
 
 
Пример без использования глобального ключевого слова.
 
 
 
c = 10 def mul(): c = c * 10 print(c) mul()
 
line 5, in mul c = c * 10 UnboundLocalError: local variable 'c' referenced before assignment
 
Этот код вернул ошибку, потому что была предпринята попытка присвоить значение глобальной переменной. Изменять значение можно только с помощью ключевого слова global .
 
 
c = 10 def mul(): global c c = c * 10 print("Значение в функции:", c) mul() print("Значение вне функции:", c)
 
Значение в функции: 100 Значение вне функции: 100
 
Здесь переменная c была объявлена в функции mul() с помощью ключевого слова global . Ее значение умножается на 10 и становится равным 100. В процессе работы программы можно увидеть, что изменение значения внутри функции отражается на глобальном значении переменной.
 
Глобальные переменные в модулях Python
 
Преимущество использования ключевого слова global — в возможности создавать глобальные переменные и передавать их между модулями. Например, можно создать name.py, который бы состоял из глобальных переменных. Если их изменить, то изменения повлияют на все места, где эти переменные встречаются.
 
1. Создаем файл name.py для хранения глобальных переменных:
 
Источник