摘要
global 標(biāo)志實(shí)際上是為了提示 python 解釋器，表明被其修飾的變量是全局變量。這樣解釋器就可以從當(dāng)前空間 (current scope) 中讀寫相應(yīng)變量了。
Python 的全局變量是模塊 (module) 級別的
每個 python 函數(shù)擁有對應(yīng)的 __globals__ 字典，該字典與函數(shù)所屬模塊的 __dict__ 字典完全相同。函數(shù)的全局變量也會從這個字典中獲取
注：上面三句話的意思就是，python 解釋器發(fā)現(xiàn)函數(shù)中的某個變量被 global 關(guān)鍵字修飾，就去函數(shù)的 __globals__ 字典變量中尋找(因?yàn)?python 中函數(shù)也是一等對象);同時，一個模塊中每個函數(shù)的 __globals__ 字典變量都是模塊 __dict__ 字典變量的引用，二者值完全相同。
避免全局變量將使得程序更容易被調(diào)試，同時也能提升程序的可讀性
使用到的全局變量只是作為引用，不在函數(shù)中修改它的值的話，不需要加global關(guān)鍵字. 使用到的全局變量，需要在函數(shù)中修改的話，就涉及到歧義問題. 因此在函數(shù)中修改全局變量的話需要加global關(guān)鍵字
動機(jī)
我最近遇到了一個關(guān)于 python 全局變量的問題，如下面這個簡單例子里展示(當(dāng)然實(shí)際代碼要比這個復(fù)雜的多，這里只是一個抽象出來當(dāng)例子)。例子中 foo.py 定義了函數(shù) f，而函數(shù) f 調(diào)用了全局變量 a：
# foo.py
def f():
print(a)
def main():
global a
a = 5
f()
if __name__ == '__main__':
main()
運(yùn)行上面這個文件將如預(yù)料中的輸出5。在另一個文件 bar.py 中我們引入上面的 f，代碼如下
# bar.py
from foo import f
def main():
f()
main()
運(yùn)行 bar.py 將報 NameError 錯誤。這是因?yàn)?a 被定義在 foo.py 的 main 函數(shù)中，而當(dāng)導(dǎo)入 f 函數(shù)時， foo.py 的 main 函數(shù)并未被運(yùn)行，所以 a 也沒喲被定義。
Traceback (most recent call last):
File "bar.py", line 10, in
main()
File "bar.py", line 7, in main
f()
File "foo.py", line 5, in f
print(a)
NameError: global name 'a' is not defined
定義全局變量 a
為了修復(fù)上面當(dāng)問題第一反應(yīng)是在 bar.py 中定義全局變量 a，這樣 f 就可以找到變量 a 了，如下面的代碼：
# bar.py
from foo import f
def main():
global a
a = 4
f()
main()
然而依舊會報錯，黑人問號臉???
Traceback (most recent call last):
File "/tmp/example/bar.py", line 13, in
main()
File "/tmp/example/bar.py", line 9, in main
f()
File "/tmp/example/foo.py", line 5, in f
print(a)
NameError: global name 'a' is not defined
函數(shù)的 __globals__ 屬性與 python 的 global 語句
python 的 global 語句的作用只是提示 python 解釋器，被 global 修飾的變量是一個全局變量，利用上面例子里函數(shù) f 的反編譯代碼可以清除的看到這一點(diǎn)：
import dis
from foo import f
dis.dis(f)
5 0 LOAD_GLOBAL 0 (print)
2 LOAD_GLOBAL 1 (a)
4 CALL_FUNCTION 1
6 POP_TOP
8 LOAD_CONST 0 (None)
10 RETURN_VALUE
從上面可以看出變量 a 被認(rèn)為是全局變量。Python 中的每一個函數(shù)都擁有一個 __globals__ 字典變量，該變量實(shí)際是函數(shù)所屬模塊的 __dict__ 變量的引用。所以在 bar.py 中我們想在 bar.main 函數(shù)中將全局變量 a 賦值為4，實(shí)際改變的是 bar.py 的 __dict__ 字典變量 (注：而不是定義 f 的 foo.py 的 __dict__ 字典變量)
# bar.py
def main():
global a
a = 4
print(main.__globals__.keys())
print(main.__globals__['a'])
dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', '__file__', '__cached__', 'foo', 'f', 'dis', 'main', 'a'])
4
上面的代碼輸出了 main.__globals__ (即 bar.__dict__ ) 中全局變量 a 的值是4，然而這個值對函數(shù) f 來說確是不可見的，因?yàn)?f.__globals__ 實(shí)際等于 foo.__dict__ (簡單而言就是命名空間不同)
from foo import f
print(f.__globals__)
假設(shè)我們在 foo.py 所有函數(shù)的外部預(yù)先定義了全局變量 a ，那么在將函數(shù) f 導(dǎo)入時，a 會隨著 f.__globals__ 一同被導(dǎo)入。但這時被導(dǎo)入的 f.__globals__["a"] ( 即 foo.__dict__["a"] ) 和 bar.main 中賦值的 bar.main.__globals__["a"] ( 即 bar.__dict__["a"] ) 仍然不是同一個變量，即賦值無法改變函數(shù) f 的輸出，如下面的例子所示。
# foo.py無錫婦科檢查醫(yī)院 http://www.87554006.com/
a = 3
def f():
print(a)
def main():
global a
a = 5
f()
if __name__ == '__main__':
main()
# bar.py
from foo import f
def main():
global a
a = 4
f()
main()
運(yùn)行 bar.py 輸出3，而不是 4。
修改函數(shù)全局變量的值：更新 globals
就上述例子而言，如果我們想在 bar.py 中改變函數(shù) f 的輸出，則需要直接更新其 __globals__ 變量的值。
# bar.py
from foo import f
def main():
f.__globals__['a'] = 4
f()
main()
模塊的 dict 變量和猴子布丁 (monkey-patching)
如上所述，函數(shù)的 __globals__ 變量實(shí)際是其所屬模塊 __dict__ 變量的引用。所以為了達(dá)到上面修改全局變量的目的，也可以直接更新 foo.__dict__ 。修改模塊 foo 的屬性 (attribute) 值即可直接更新 foo.__dict__ 。
# bar.py
import foo
from foo import f
def main():
foo.a = 4
f()
如果你曾經(jīng)使用過運(yùn)行中給代碼打補(bǔ)丁的庫，一般就是這么實(shí)現(xiàn)的。直接修改被打補(bǔ)丁的模塊的 __dict__ 中特定的對象或函數(shù)。、
輸入使得函數(shù)變得更加容易測試
上面的例子中的函數(shù) f 如果接受輸入變量的話，而不是使用全局變量，代碼將更容易被測試。同時可讀性也更好，出了問題也更容易 debug。
# foo.py
def f(a):
print(a)
def main():
a = 5
f(a)
if __name__ == '__main__':
main()
# bar.py
from foo import f
def main():
a = 3
f(a)
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