[已解决]为什么内部函数可以修改外部函数的列表而不能修改变量

windcut

rt，如果代码这样写

def a():
    cnt = 0
    def b():
        cnt += 1 #修改外部函数的变量
    return b

c = a()
c()

会报错：UnboundLocalError: local variable 'cnt' referenced before assignment
必须使用nonlocal语句才可以修改外部函数的变量

但如果代码这样写

def a():
    cnt = [] 
    def b():
        cnt.append("qwq") #修改外部函数的列表
    return b

c = a()
c()

可以正常运行，无报错

为什么列表可以修改而变量不可以呢

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阿奇_o

2023-1-16 11:14:03

阿奇_o 发表于 2023-1-16 11:20
你试试把 cnt += 1 改为 cnt = cnt + 1
^_^  
----- 啊也不行？

自己吃饱后，滚回去翻书复习了。。这里涉及几个技术术语和概念：
    作用域、自由变量、闭包、可变数据类型和不可变数据类型

我尝试着解释吧：

作用域，我就不多解释了，分：局部(本地)作用域、全局作用域。（基本就看变量被定义相对位置）
自由变量free variable：指 没有在本地作用域里进行绑定的非全局变量，如你这里b函数作用域里的cnt
闭包closure：是一个"函数"（或叫一种机制），它可以保存自由变量的绑定。
     为什么要这样？—— 因为调用时，因为a函数的return b的缘故，a函数的作用域已经不存在了！
     所以，为了能继续使用原定义的变量绑定，特别地，采用了【闭包】这一函数/机制来保存这些"自由变量"。

但问题是。。如果你在"内部函数"里修改、更新（重新绑定）这些变量 的时候，它就会创建的是"本地变量"（local variable），而非"自由变量"
—— 本地变量，就要遵守本地变量的"先声明后使用"的规则（其实任何变量实质上都要），于是你就看到了那样的报错。   

那 cnt.append('qwq') 的情况，为什么没报错？—— 因为这不是更新或修改cnt，而是更新了其内部的元素。
cnt = [] 是列表，是可变类型，append()并没有改变cnt（它还是它，id没变），所以 cnt 依然是自由变量。

而 对于不可变类型的 cnt = 0 , 后cnt += 1 或 cnt = cnt + 1 这样的情况，就重新绑定cnt了，这会 隐式地创建局部变量，
于是，cnt并没有成为"自由变量"，故 执行时，它会报错 UnboundLocalError: local variable 'cnt' referenced before assignment。

其实，你在 cnt.append('qwq') 后，加多一句 cnt = cnt[:] ，执行时，基于上述原因，它同样会报错。

def f2():
    cnt = []
    def b():
        cnt.append(10)
        cnt = cnt[:]
    return b

t = f2()
t()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#27>", line 1, in <module>
    t()
  File "<pyshell#25>", line 4, in b
    cnt.append(10)
UnboundLocalError: local variable 'cnt' referenced before assignment

如果你能理解这个，应该可以"有点明白了"。。 哈哈

ps: 我想我没完全解释清楚。。主要是太细了。。另外也需要先搞明白有些前置知识和概念。。

ps2: 偷偷告诉你，你可以通过 函数对象的 __code__属性来查看其包含的 局部变量和自由变量， 如
t.__code__.co_varnames  # 局部(本地)变量有哪些？
t.__code__.co_freevars    # 自由变量有吗？有哪些？

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阿奇_o

阿奇_o 发表于 2023-1-16 11:20
你试试把 cnt += 1 改为 cnt = cnt + 1
^_^  
----- 啊也不行？

自己吃饱后，滚回去翻书复习了。。这里涉及几个技术术语和概念：
    作用域、自由变量、闭包、可变数据类型和不可变数据类型

我尝试着解释吧：

作用域，我就不多解释了，分：局部(本地)作用域、全局作用域。（基本就看变量被定义相对位置）
自由变量free variable：指 没有在本地作用域里进行绑定的非全局变量，如你这里b函数作用域里的cnt
闭包closure：是一个"函数"（或叫一种机制），它可以保存自由变量的绑定。
     为什么要这样？—— 因为调用时，因为a函数的return b的缘故，a函数的作用域已经不存在了！
     所以，为了能继续使用原定义的变量绑定，特别地，采用了【闭包】这一函数/机制来保存这些"自由变量"。

但问题是。。如果你在"内部函数"里修改、更新（重新绑定）这些变量 的时候，它就会创建的是"本地变量"（local variable），而非"自由变量"
—— 本地变量，就要遵守本地变量的"先声明后使用"的规则（其实任何变量实质上都要），于是你就看到了那样的报错。   

那 cnt.append('qwq') 的情况，为什么没报错？—— 因为这不是更新或修改cnt，而是更新了其内部的元素。
cnt = [] 是列表，是可变类型，append()并没有改变cnt（它还是它，id没变），所以 cnt 依然是自由变量。

而 对于不可变类型的 cnt = 0 , 后cnt += 1 或 cnt = cnt + 1 这样的情况，就重新绑定cnt了，这会 隐式地创建局部变量，
于是，cnt并没有成为"自由变量"，故 执行时，它会报错 UnboundLocalError: local variable 'cnt' referenced before assignment。

其实，你在 cnt.append('qwq') 后，加多一句 cnt = cnt[:] ，执行时，基于上述原因，它同样会报错。

def f2():
    cnt = []
    def b():
        cnt.append(10)
        cnt = cnt[:]
    return b

t = f2()
t()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#27>", line 1, in <module>
    t()
  File "<pyshell#25>", line 4, in b
    cnt.append(10)
UnboundLocalError: local variable 'cnt' referenced before assignment

如果你能理解这个，应该可以"有点明白了"。。 哈哈

ps: 我想我没完全解释清楚。。主要是太细了。。另外也需要先搞明白有些前置知识和概念。。

ps2: 偷偷告诉你，你可以通过 函数对象的 __code__属性来查看其包含的 局部变量和自由变量， 如
t.__code__.co_varnames  # 局部(本地)变量有哪些？
t.__code__.co_freevars    # 自由变量有吗？有哪些？

Mefine

Python 的变量分可变和不可变

可变：

list
set
dict
不可变：

int
float
tuple
str
对于不可变变量，作为参数的时候，会被复制一份，可以看做是值传递

对于可变变量，作为参数的时候，可以看做是引用传递

阿奇_o

你试试把 cnt += 1 改为 cnt = cnt + 1
^_^  
----- 啊也不行？
这就尴尬了。。 待我研究研究。。

Mta123456

别忘了变量是全局变量，内部函数只是局部变量，你要么用nonlocal声明，否则只能在内部函数中复制一个一模一样的变量。但列表和变量是有区别的。你在内部函数使用append（）方法，并没有改变原来列表的id值，所以列表还是原来的列表，只不过在内部函数中多了一个名称一样但id值不同的列表

月光沙漠

cnt = 0      cnt 指向0的内存地址
cnt+=1      0是字符串，是不可变类型，cnt+=1后，只能在内存中新建一个字符串1，将cnt指向1的内存地址
cnt = []     cnt 指向空列表[]的内存地址，列表是可变类型，append后，列表中的元素变化了，但还是同一个内存地址

你可以在函数中print(id(cnt))来比较一下。