python - 在 Python 中写入(而不是)全局变量

Question

来自不太动态的 C++，我在理解这段 Python (2.7) 代码的行为时遇到了一些困难。

注意:我知道这是糟糕的编程风格/邪恶的，但我还是想理解它。

vals = [1,2,3]

def f():
    vals[0] = 5
    print 'inside', vals

print 'outside', vals
f()
print 'outside', vals

此代码运行无误，f 操纵(看似)全局列表。这与我之前的理解相反，即要在函数中操作(而不仅仅是读取)的全局变量必须声明为 global ...。

另一方面，如果我将 vals[0] = 5 替换为 vals += [5,6]，执行将失败并出现 UnboundLocalError 除非我将 global vals 添加到 f。这也是我预计在第一种情况下会发生的情况。

您能解释一下这种行为吗？

为什么我可以在第一种情况下操作vals？为什么第二种操作会失败而第一种不会？

更新:在评论中指出 vals.extend(...) 无需 global 即可工作。这让我更加困惑 - 为什么 += 与调用 extend 的方式不同？

Answer 1

global 仅在您尝试更改变量引用的对象时才需要。因为 vals[0] = 5 更改了实际对象而不是引用，所以不会引发错误。但是，对于 vals += [5, 6]，解释器会尝试查找局部变量，因为它无法更改全局变量。

令人困惑的是，对列表使用+= 运算符会修改原始列表，如vals[0] = 5。而 vals += [5, 6] 失败，vals.extend([5, 6]) 有效。我们可以寻求dis.dis的帮助借给我们一些线索。

>>> def a(): v[0] = 1
>>> def b(): v += [1]
>>> def c(): v.extend([1])
>>> import dis
>>> dis.dis(a)
  1           0 LOAD_CONST               1 (1)
              3 LOAD_GLOBAL              0 (v)
              6 LOAD_CONST               2 (0)
              9 STORE_SUBSCR        
             10 LOAD_CONST               0 (None)
             13 RETURN_VALUE        
>>> dis.dis(b)
  1           0 LOAD_FAST                0 (v)
              3 LOAD_CONST               1 (1)
              6 BUILD_LIST               1
              9 INPLACE_ADD         
             10 STORE_FAST               0 (v)
             13 LOAD_CONST               0 (None)
             16 RETURN_VALUE        
d
>>> dis.dis(c)
  1           0 LOAD_GLOBAL              0 (v)
              3 LOAD_ATTR                1 (extend)
              6 LOAD_CONST               1 (1)
              9 BUILD_LIST               1
             12 CALL_FUNCTION            1
             15 POP_TOP             
             16 LOAD_CONST               0 (None)
             19 RETURN_VALUE

我们可以看到函数 a 和 c 使用 LOAD_GLOBAL，而 b 尝试使用 LOAD_FAST。我们现在可以看到为什么使用 += 不起作用 - 解释器尝试将 v 作为局部变量加载，因为它是就地添加的默认行为。因为它不知道 v 是否是一个列表，所以它基本上假定该行与 v = v + [1] 的含义相同。