Python global关键字详解 - 全局变量声明与使用

什么是global关键字？

在Python中，global关键字用于在函数内部声明一个变量为全局变量。这意味着你可以在函数内部访问或修改在函数外部定义的变量。

当你在函数内部使用一个变量时，Python默认将其视为局部变量。如果你想修改全局作用域中的变量值，就需要使用global关键字明确声明。

为什么需要global关键字？

不使用global的问题

# 全局变量
counter = 0

def increment():
    # 尝试修改全局变量
    counter = counter + 1  # 这里会报错！

increment()
print(counter)

错误信息：UnboundLocalError: local variable 'counter' referenced before assignment

这个错误发生是因为在函数内部，Python将counter视为局部变量，但在赋值前尝试读取它。

使用global解决问题

counter = 0  # 全局变量

def increment():
    global counter  # 声明counter为全局变量
    counter += 1    # 现在可以修改全局变量了

print("初始值:", counter)  # 输出: 初始值: 0
increment()
print("调用后:", counter)  # 输出: 调用后: 1

使用global关键字后，函数内部就能正确访问和修改全局变量了。

global关键字的正确用法

1. 在函数内部修改全局变量

# 全局变量
name = "Alice"
score = 85

def update_score(new_score):
    global score  # 声明score为全局变量
    score = new_score
    print(f"{name}的分数已更新为: {score}")

print("原始分数:", score)  # 输出: 原始分数: 85
update_score(92)         # 输出: Alice的分数已更新为: 92
print("更新后分数:", score) # 输出: 更新后分数: 92

2. 在函数内部创建全局变量

def create_global_variable():
    global website  # 声明website为全局变量
    website = "DeepSeek"  # 创建全局变量
    
create_global_variable()
print("创建的全局变量:", website)  # 输出: 创建的全局变量: DeepSeek

3. 多个函数共享全局变量

# 全局状态变量
is_logged_in = False

def login():
    global is_logged_in
    is_logged_in = True
    print("登录成功!")

def logout():
    global is_logged_in
    is_logged_in = False
    print("已退出登录")

def check_status():
    if is_logged_in:
        print("当前状态: 已登录")
    else:
        print("当前状态: 未登录")

# 测试
check_status()  # 当前状态: 未登录
login()         # 登录成功!
check_status()  # 当前状态: 已登录
logout()        # 已退出登录
check_status()  # 当前状态: 未登录

global使用注意事项

1. 避免过度使用全局变量

虽然global提供了便利，但过度使用全局变量会导致：

代码难以维护和调试
变量被意外修改的风险增加
降低代码的可读性和可重用性

建议只在必要时使用全局变量，优先考虑通过函数参数和返回值传递数据。

2. 与局部变量同名的问题

value = 10  # 全局变量

def confusing_example():
    value = 20  # 创建同名的局部变量
    print("局部value:", value)

confusing_example()  # 输出: 局部value: 20
print("全局value:", value)  # 输出: 全局value: 10

def clear_example():
    global value
    value = 30  # 修改全局变量
    print("修改后的全局value:", value)

clear_example()  # 输出: 修改后的全局value: 30
print("全局value:", value)  # 输出: 全局value: 30

当局部变量与全局变量同名时，函数内部优先使用局部变量。使用global关键字可以明确指定要使用全局变量。

global关键字的替代方案

在大多数情况下，使用全局变量并不是最佳实践。以下是几种替代方案：

1. 使用函数参数和返回值

def calculate_total(items):
    total = 0
    for item in items:
        total += item['price'] * item['quantity']
    return total

cart = [
    {'name': 'Book', 'price': 20, 'quantity': 2},
    {'name': 'Pen', 'price': 3, 'quantity': 5}
]

# 通过参数传入数据，通过返回值获取结果
cart_total = calculate_total(cart)
print("总金额:", cart_total)

2. 使用类封装状态

class Counter:
    def __init__(self):
        self.value = 0
    
    def increment(self):
        self.value += 1
    
    def reset(self):
        self.value = 0

# 创建实例
my_counter = Counter()
print("初始值:", my_counter.value)  # 0
my_counter.increment()
print("增加后:", my_counter.value)  # 1