Как в Python можно работать с переменными в разных областях видимости?

В Python существуют разные области видимости, которые определяют, где переменная может быть доступна и использована. Основные области видимости:

• Локальная (Local): Переменные, объявленные внутри функции. Они доступны только внутри этой функции.
• Внешняя (Enclosing function locals): Если функция определена внутри другой функции, то внутренняя функция имеет доступ к переменным внешней функции.
• Глобальная (Global): Переменные, объявленные вне функций (на уровне модуля). Они доступны во всем файле.
• Встроенная (Built-in): Встроенные функции и константы Python (например, print, len, True).

Python использует правило LEGB (Local, Enclosing, Global, Built-in) для поиска переменной. Когда вы используете имя переменной, Python сначала ищет его в локальной области видимости, затем во внешней, затем в глобальной и, наконец, во встроенной.

Как работать с переменными в разных областях видимости:

1. Использование локальных переменных:

Локальные переменные используются для хранения данных, относящихся только к конкретной функции. Они "живут" только во время выполнения функции.

def my_function():
  x = 10  # Локальная переменная
  print(x)

my_function()  # Выводит 10
# print(x)  # Вызовет ошибку NameError, т.к. x не существует вне функции

2. Использование глобальных переменных:

Глобальные переменные можно использовать для хранения данных, которые должны быть доступны из разных частей программы. Однако, важно помнить, что изменение глобальных переменных внутри функции требует явного объявления с использованием ключевого слова global.

x = 5  # Глобальная переменная

def my_function():
  global x  # Указываем, что мы хотим изменить глобальную переменную x
  x = 20
  print("Внутри функции:", x)

my_function()  # Выводит "Внутри функции: 20"
print("Вне функции:", x)  # Выводит "Вне функции: 20"

Без использования global внутри функции, Python создаст новую локальную переменную с тем же именем, не изменяя глобальную переменную.

3. Использование nonlocal (для внешних переменных):

Ключевое слово nonlocal используется для доступа и изменения переменных во внешней (enclosing) области видимости. Это полезно при работе с вложенными функциями.

def outer_function():
  x = 10

  def inner_function():
    nonlocal x  # Указываем, что мы хотим изменить переменную x во внешней функции
    x = 30
    print("Внутри внутренней функции:", x)

  inner_function()
  print("Внутри внешней функции:", x)

outer_function()
# Вывод:
# Внутри внутренней функции: 30
# Внутри внешней функции: 30

Важно: Злоупотребление глобальными переменными может привести к сложному и трудно отлаживаемому коду. Старайтесь использовать их только когда это действительно необходимо. nonlocal также следует использовать осторожно, чтобы не усложнять структуру кода.