Python 變量作用域機制深度解析：local、nonlocal 與 global 關鍵字

Python 作用域基礎：LEGB 規則

Python 採用詞法作用域，變量查找遵循 LEGB 原則：Local（局部） → Enclosing（嵌套） → Global（全局） → Built-in（內建）。理解這四層作用域是掌握 global 和 nonlocal 關鍵字的前提。

關鍵字行為對比演示

def scope_test():
    def do_local():
        spam = "local spam"  # 僅在 do_local 內部有效
    
    def do_nonlocal():
        nonlocal spam        # 修改外層 scope_test 的 spam
        spam = "nonlocal spam"
    
    def do_global():
        global spam          # 修改模塊級全局 spam
        spam = "global spam"
    
    spam = "test spam"       # scope_test 的局部變量
    do_local()
    print("After local assignment:", spam)   # 輸出: test spam
    
    do_nonlocal()
    print("After nonlocal assignment:", spam) # 輸出: nonlocal spam
    
    do_global()
    print("After global assignment:", spam)   # 輸出: nonlocal spam（注意：此處仍為 nonlocal 值）
    
scope_test()
print("In global scope:", spam)              # 輸出: global spam

執行結果詳解

核心區別總結

• local（默認）：函數內賦值默認創建局部變量，無法修改外層同名變量
• nonlocal：Python 3 新增，用於嵌套函數中修改外層（非全局）變量綁定
• global：聲明使用模塊級全局變量，賦值將改變全局綁定

實戰應用：計數器閉包

def make_counter():
    count = 0
    def counter():
        nonlocal count
        count += 1
        return count
    return counter

mc = make_counter()
print(mc())  # 1
print(mc())  # 2
print(mc())  # 3

nonlocal 使內部函數能修改外層函數的變量，構成閉包，實現狀態保持。這是函數式編程中常用模式。

最佳實踐建議

1. 優先使用局部變量，減少副作用
2. 需修改外層變量時显式聲明 nonlocal
3. 極少數情況下使用 global，優先考慮類或模塊級單例模式
4. 避免同名變量跨作用域，降低認知負荷