Python装饰器中变量的作用域

Question

我在Python 3的一个装饰器中遇到了一个非常奇怪的问题。

如果我这样做：

def rounds(nr_of_rounds):
    def wrapper(func):
        @wraps(func)
        def inner(*args, **kwargs):
            return nr_of_rounds
        return inner
    return wrapper

它运行得很好。但是，如果我这样做：

def rounds(nr_of_rounds):
    def wrapper(func):
        @wraps(func)
        def inner(*args, **kwargs):
            lst = []
            while nr_of_rounds > 0:
                lst.append(func(*args, **kwargs))
                nr_of_rounds -= 1
            return max(lst)
        return inner
    return wrapper

我理解为：

while nr_of_rounds > 0:
UnboundLocalError: local variable 'nr_of_rounds' referenced before assignment

换句话说，如果我在返回语句中使用 nr_of_rounds，我可以在内部函数中使用它，但我不能对其进行其他任何操作。为什么会这样？

- Ben

---

这似乎可能有危险：包装函数的第一次调用将把回合数减少到零，之后回合计数始终为零。也许你想初始化一个本地计数器？ - nneonneo

Answer 1

由于nr_of_rounds被闭包捕获，因此您可以将其视为一个“只读”变量。如果您想要对其进行写入（例如减少它），则需要明确告诉Python - 在这种情况下，Python 3.x中的nonlocal关键字将起作用。

简单地解释一下，当Cpython遇到函数定义时，它会查看代码并判断所有变量是本地还是非本地。本地变量（默认情况下）是任何出现在赋值语句的左侧、循环变量和输入参数中的变量。其他所有名称都是非本地的。这允许一些巧妙的优化¹。要像使用本地变量一样使用非本地变量，您需要通过global或nonlocal语句来明确告诉Python。当Python遇到某些它认为应该是本地但实际上不是的东西时，您会得到UnboundLocalError。

^{1Cpython字节码生成器将局部名称转换为数组中的索引，以便局部名称查找（LOAD_FAST字节码指令）与索引数组加上正常字节码开销一样快。}

- mgilson

---

谢谢你的回答，它解决了问题。global 和 nonlocal 有什么区别？在这种情况下，global 似乎不起作用。 - Ben

不行，全局变量 必须 存在于全局命名空间中（例如在模块级别）。nonlocal 意味着它可以是全局的，也可以通过闭包获取。 - mgilson

nonlocal 不会捕获全局变量。 - Veedrac

@Veedrac -- 你是对的，non-local不会捕获全局变量。我的评论是错误的。 - mgilson

我们可以称nr_of_rounds为自由变量。 - Ashwini Chaudhary

Answer 2

目前，无法对封闭函数作用域中的变量执行相同的操作，但是Python 3引入了一个新关键字"nonlocal"，它将以类似全局变量的方式起作用，但是是针对嵌套函数作用域的。
因此，在您的情况下，可以像这样使用：
def inner(*args, **kwargs): nonlocal nr_of_rounds lst = [] while nr_of_rounds > 0: lst.append(func(*args, **kwargs)) nr_of_rounds -= 1 return max(lst) return inner
有关更多信息，请查看 Scoping Rules的简短说明？

- GrvTyagi