Python和Lua的默认浸染域以及闭包

默认浸染域

前段时间学了下Lua，发明Lua的默认浸染域和Python是相反的。Lua界说变量时默认变量的浸染域是全局（global，这样说不是很精确，Lua在执行x = 1这样的语句时会从当前情况开始一层层往上查找x，只有在找不到x的环境下才界说全局变量）的，而Python界说变量时默认变量的浸染域是局部（local）的（当前块）。别的，Lua可以再界说变量时在变量前加上local要害字来界说局部变量，而Python没有雷同的要害字，Python的变量只能界说在当前块中。

我们知道，全局变量是欠好的，而局部变量是好的，写措施应该只管利用局部变量。所以一开始时我以为Python的这种约定较量好，它的利益就是可以少打些字。写Lua措施时不绝在心底默念“勿忘local，勿忘local”，然而照旧有时会呈现几个丧家之犬并激发了一些神奇的bug。

闭包

第一次意识到Python默认浸染域的问题是在利用闭包时遇到的。关于闭包，Lua教程上有一段代码：

function new_counter()
  local n = 0
  local function counter()
    n = n + 1
    return n
  end
  return counter
end
  
c1 = new_counter()
c2 = new_counter()
print(c1())  -- 打印1
print(c2())  -- 打印1
print(c1())  -- 打印2
print(c2())  -- 打印2

闭包的本质可以参考SICP第三章的情况模子。在这里可以简朴的想象为函数counter有一个私有成员n。

此刻问题来了：我想用Python实现同样成果的闭包？

首先直接从Lua代码依葫芦画瓢改写成Python代码：

def new_counter():
  n = 0
  def counter():
    n = n + 1
    return n
  return counter

然后傻眼：这个措施不能运行，第4行会见了未赋值的变量n。堕落的原因并非是Python不支持闭包，而是Python的赋值操纵会见不了上一层的变量n（实际上，Python认为这是界说局部变量，而非赋值。在Python中界说局部变量与赋值操纵在语法上是斗嘴的，Python爽性只支持可重界说的界说语句）。由于Python默认浸染域是局部的，所以当措施运行到n = n + 1时，Python认为这是一个变量界说操纵，于是建设了一个（未初始化的）局部变量n——而且顺利地包围了new_counter这一层的n——然后试图把n + 1赋值给n，可是n未初始化，n + 1没法计较，所以措施报错。

可以用个小能力来实现闭包赋值的成果：

def new_counter():
  n = [0]
  def counter():
    n[0] = n[0] + 1
    return n[0]
  return counter

这里n[0] = n[0] + 1不会堕落的原因是这里的等号和前面n = n + 1的等号寄义纷歧样。n[0] = n[0] + 1中的等号意思是修改n的某个属性。事实上这个等号最终挪用了list的__setitem__要领。而n = n + 1中的等号意思是在当前情况将n + 1这个值绑定到标记n中（假如当前情况已存在标记n，就包围它）。

别的题外话：打死我不消这种写法，多灾看呐。横竖Python是面向工具语言，要实现个计数器，大不了写个类。

界说与赋值的疏散

先总结一下Python与Lua的默认浸染域的特点：

1、 Lua默认浸染域是全局的，写措施时要紧记local要害字（除非确实要界说全局变量），不小心忘了local也不会提示，就等着纠bug吧。

2、 Python默认浸染域是局部的，固然写措施的思维承担少些，可是丧失了对上层变量赋值的本领（可以改，但会让语言更杂乱）。

看来两种默认浸染域都有问题？小我私家认为，呈现以上问题的原因是：Python和Lua没有实现界说和赋值的疏散。在Python和Lua中，像x = 1这样的语句既可以暗示界说，也可以暗示赋值。其实不可是这两种语言，其实许多高级语言都没有实现界说和赋值的疏散。界说和赋值两者成果上很像，可是它们本质上是有不同的。

下面以x = 1为例表明界说与赋值：

界说的意思是：在当前情况中注册标记x，并初始化为1。假如x已经存在，则报错（不答允重界说）可能包围（答允重界说）。

赋值的意思是：从当前情况开始，一层层往上找直到第一次找到标记x，把它的值修改成1。假如找不到就报错（变量不存在）。

此刻我们稍微修改一下Python来实现界说和赋值的疏散：用“:=”暗示界说，用“=”暗示赋值。然后重写谁人不能运行的new_counter例子（Python中赋值操纵和界说局部变量斗嘴，换句话说，Python其实没有赋值操纵，所以我们只需简朴的把“=”全换成“:=”就行了），看看它错在哪：

def new_counter():
  n := 0
  def counter():
    n := n + 1
    return n
  return counter

这个措施为什么是错的就很明明晰。第4行我们要的是赋值操纵，而非界说操纵。修改成正确的写法：

def new_counter():
  n := 0
  def counter():
    n = n + 1
    return n
  return counter

这样就能正确运行了（前提是有修改版的Python表明器XD）。

#p#分页标题#e#

最后说一些Lua的环境。Lua感受上就把界说和赋值的疏散实现了一半。带有local要害字的等号语句必定是界说了。问题是不带local的等号语句。对付这种语句Lua是这样做的：先试图做赋值，假如赋值失败（变量不存在），就在最外层情况（全局情况）界说变量。也就是说，不带local的等号语句把界说和赋值混在一起了。别的，假如实现了界说和赋值的疏散，就不需要思量默认浸染域的问题了——界说全部是在当前情况下界说，都是界说局部变量。我实在想不出在一个函数体可能什么块中界说全局变量的长处。

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