可变性、局部性和循环

Question

我有一些来自初学者编码练习的代码：

numbers = []
i = 0

def populate(maximum, step):
    while i < maximum:
        numbers.append(i)
        i = i + step

populate(10, 2)

堆栈跟踪失败：

Traceback (most recent call last):
    File "test_python.py", line 9, in <module>
        populate(10, 2)
    File "test_python.py", line 5, in populate
        while i < maximum:
UnboundLocalError: local variable 'i' referenced before assignment

这是我迄今为止对问题的理解......

• i 是一个 int，因此它是不可变的，numbers 是一个列表并且是可变的
• 由于i 是不可变的，因此可以在超出范围时对其进行读取。但是，在它不在范围内时（即在 populate 函数中）覆盖它会导致 UnboundLocalError
• 由于numbers 是一个可变列表，附加到它不会导致覆盖，因此不会导致UnboundLocalError

• 如果对populate 方法进行简单的更改，程序就会成功运行（因为i 没有被覆盖）

  def populate(maximum, step): new_i = i while new_i < maximum: numbers.append(i) new_i = new_i + step

• 如果我注释掉i = i + 1 行，while 循环（显然）会永远运行，但程序不会失败。

那么我的问题是，为什么 Python 在第 5 行的 while 循环中失败，而不是第 7 行的实际问题 (i = i + 1)？这是解释器将while循环作为代码块的一些工件吗？

这段代码在正确的地方失败了：

def populate(maximum, step):
    while i < maximum:
        raise Exception("foo")

堆栈跟踪：

Traceback (most recent call last):
    File "test_python.py", line 12, in <module>
        populate(10, 2)
    File "test_python.py", line 6, in populate
        raise Exception("foo")
Exception: foo

另一个注意事项：这似乎只是在控制块的开头使用变量时的情况（即while i < maximum）。每种类型的控制块都会发生相同的行为：while、for、if、elif 等。

Answer 1

在这里，可变性是一个红鲱鱼。可变值受作用域影响的方式与不可变值相同。事实上，Python 语言中的 nothing 专门处理可变值（不过，这是一个常见的神话）。

关键的见解是名称的范围在每个范围内都是固定的。在populate 的范围内，每个名称必须是本地的或全局的：此决定是方法字节码的一部分。

只能从封闭范围内查找只读名称。但是对范围内任何地方的名称赋值会强制将其视为范围内的局部变量everywhere。 （除非您使用 global 或 nonlocal 关键字。）

因此，如果您在方法中分配给ianywhere，那么i 必须是方法本地的新变量，而不是全局i。如果您希望 i 表示全局 i，只需在方法顶部添加以下行：

global i