2.3.4　全局变量

全局变量是能够被不同的函数、类或文件共享的变量，在函数之外定义的变量都可以称为全局变量。全局变量可以被文件内部的任何函数和外部文件访问。例如，如果文件1中定义了一个全局变量，文件1中的函数fun()可以访问该全局变量。此外，该全局变量也能被文件2、文件3访问，如图2-3所示。

图2-2　局部变量的作用范围

图2-3　全局变量的作用范围

全局变量通常在文件的开始处定义。【例2-5】定义了两个全局变量_a、_b和两个函数add()、sub()，这两个函数将调用全局变量执行加法和减法计算。

【例2-5.py】

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01     # 在文件的开头定义全局变量
02     _a = 1
03     _b = 2
04     def add():
05         global _a
06         _a = 3
07         return "_a + _b =", _a + _b
08     def sub():
09         global  _b
10         _b = 4
11         return "_a - _b =", _a - _b
12     print (add())
13     print (sub())

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【代码说明】

·第2行代码定义了一个名为_a的全局变量，这个变量的作用范围从定义处到文件的结尾。之所以使用下划线是为了区分于其他变量，引起程序员对全局变量出现的重视。

·第3行代码定义了一个名为_b的全局变量。同样，变量_b的作用范围从定义处到文件的结尾。

·第4行代码定义了一个函数add()，用于执行加法计算。

·第5行代码引用全局变量_a。这里使用了global关键字，global用于引用全局变量。

·第6行代码对全局变量_a重新赋值。

·第7行代码返回_a+_b的值。

·第8行代码定义了一个函数sub()，用于执行减法运算。函数内的实现方式和add()相同。

·第12代码调用函数add()。输出结果如下。

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('_a + _b =', 5)

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·第13行代码调用函数sub()。输出结果如下。

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('_a - _b =', -1)

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如果不使用global关键字引用全局变量，而直接对_a、_b赋值，将得到错误的结果。

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01     # 错误地使用全局变量
02     _a = 1
03     _b = 2
04     def add():
05         _a = 3
06         return "_a + _b =", _a + _b
07     def sub():
08         _b = 4
09         return "_a - _b =", _a - _b
10     print (add())
11     print (sub())

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【代码说明】

·第5行代码中的_a并不是前面定义的全局变量，而是函数add()中的局部变量。虽然输出的结果相同，但是运算的对象并不相同。

·第6行代码中的_b还是前面定义的全局变量_b。

·第8行代码中的_b是局部变量。

·第10行代码的输出结果如下。

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('_a + _b =', 5)

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·第11行代码的输出结果如下。

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('_a - _b =', -3)

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注意　变量名相同的两个变量可能并不是同一个变量，变量的名称只是起标识的作用。变量出现的位置不同，变量的含义也不同。

同样可以把全局变量放到一个专门的文件中，便于统一管理和修改。创建一个名为gl.py的文件。

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01     # 全局变量
02     _a = 1
03     _b = 2

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【代码说明】pl.py创建了两个全局变量_a和_b。

再创建一个调用全局变量的文件use_global.py。

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01     # 调用全局变量
02     import gl
03     def fun():
04         print(gl._a)
05         print(gl._b)
06     fun()

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【代码说明】

·第2行代码导入前面创建的文件gl.py，即模块gl。

·第3行代码定义了一个函数fun()，该函数调用全局变量_a和_b。这里不需要使用global引用gl.py中的全局变量，因为前导符可以定位全局变量_a和_b。

·第4行代码输出_a的值，使用前导符gl定位。输出结果：

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1

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·第5行代码输出_b的值，使用前导符gl定位。输出结果：

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2

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·第6行代码调用fun()。

应该尽量避免使用全局变量。因为不同的模块都可以自由地访问全局变量，可能会导致全局变量的不可预知性。对于gl.py中的全局变量，如果程序员甲修改了_a的值，程序员乙同时也要使用_a，这时可能导致程序中的错误。这种错误是很难发现和更正的。

全局变量降低了函数或模块之间的通用性，不同的函数或模块都要依赖于全局变量。同样，全局变量降低了代码的可读性，阅读者可能并不知道调用的某个变量是全局变量。