一、引言
在Python编程中，全局变量和局部变量是两种常见的变量类型，它们在代码的执行过程中扮演着重要的角色。理解全局变量和局部变量的概念、作用域和生命周期对于编写清晰、可维护的代码至关重要。本文将详细介绍Python中的全局变量与局部变量，并通过具体代码示例展示它们的使用方法和注意事项。
二、Python的命名空间和作用域
在Python中，命名空间是变量和函数的集合，它们在代码的不同部分有不同的作用域。Python的作用域包括局部作用域、全局作用域和内置作用域。
- 局部作用域：函数内的变量和函数参数属于局部作用域。
- 全局作用域：模块内的变量和函数属于全局作用域。
- 内置作用域：Python的内置函数和常量属于内置作用域。
三、全局变量与局部变量的定义和使用
- 全局变量：在模块或函数外部定义的变量，可以在整个模块或函数内部访问。
- 局部变量：在函数内部定义的变量，只能在函数内部访问。
# 全局变量
my_global_variable = "This is a global variable."
def my_function():
# 局部变量
my_local_variable = "This is a local variable."
print(my_local_variable)
# 访问全局变量
print(my_global_variable)
在上面的例子中，我们定义了一个全局变量my_global_variable和一个局部变量my_local_variable。在my_function函数内部，我们只能访问局部变量my_local_variable，而无法访问全局变量my_global_variable。
四、全局变量与局部变量的生命周期
全局变量和局部变量的生命周期取决于它们的作用域。全局变量在模块或函数外部定义，它们的值在程序运行期间保持不变，直到程序结束。局部变量在函数内部定义，它们的值在函数调用时创建，函数调用结束后被销毁。
# 全局变量
my_global_variable = "This is a global variable."
def my_function():
# 局部变量
my_local_variable = "This is a local variable."
print(my_local_variable)
# 调用函数
my_function()
# 再次调用函数
my_function()
在上面的例子中，我们定义了一个全局变量my_global_variable和一个局部变量my_local_variable。当我们调用my_function函数时，局部变量my_local_variable会被创建和销毁。
五、避免全局变量污染
在Python编程中，避免全局变量污染是一个重要的原则。全局变量应该只在模块或函数外部定义，并且只在需要全局共享的状态时使用。局部变量则用于函数内部，避免在函数内部修改全局变量。
# 全局变量
my_global_variable = "This is a global variable."
def my_function():
# 局部变量
my_local_variable = "This is a local variable."
print(my_local_variable)
# 避免修改全局变量
global my_global_variable
my_global_variable = "This is a modified global variable."
# 调用函数
my_function()
# 访问全局变量
print(my_global_variable)
在上面的例子中，我们定义了一个全局变量my_global_variable和一个局部变量my_local_variable。在my_function函数内部，我们通过global关键字修改了全局变量my_global_variable。这种做法在实际编程中应该避免，因为它可能导致全局变量的不可预测行为。
六、总结
本文详细介绍了Python中的全局变量与局部变量。我们从Python的命名空间和作用域讲起，了解了全局变量和局部变量的定义、使用和生命周期。我们展示了如何在函数和模块中使用全局变量和局部变量，以及如何避免全局变量污染。全局变量和局部变量是Python编程中重要的概念，它们帮助我们在不同的作用域中管理状态和数据。
