某天，一位新来的同事问我，在 Python 的函数中，怎么定义一个像 C 语言中的 static 变量。就像这样：

void foo(void)
{
    static int a = 0;

    ...
}

已经抛弃 C 好长时间了，现在工作和业余都在使用 Python，也习惯用 Python 去思考。被问到这个问题时，我一时还真不知道怎么回答，因为在使用 Python 的这么长时间里，我还真没有遇到过这样的需求。当然，Python 自身也不直接支持类似的语法，所以也不会这样去思考。

实际上，他是想要在函数中保持一个变量的状态。经过短暂的思考，我回答他，你可以定义一个全局变量，然后在函数中用 global 引用这个变量就可以。顺便我还告诉他，Python 没有原生的 static 变量支持，你应该换一下别的思路，程序并不一定非要这么设计。

过了一会，他又来找我，说用 global 关键字后程序有问题。无赖之下，只能看了看他写的代码，其大概是像下面这样：

class Foo(object):
    def too(self):
        l = 1
        def moo():
            global l
            l = l + 1
            print l
        moo()
        print l

f = Foo()
f.too()

我告诉他，你把 global 那一句去掉就可以了。过了一会他又说，还是不行。这个时候，我已经有些不耐烦了，怎么就不行了呢。于是我调试了上面代码，报错：

UnboundLocalError: local variable 'l' referenced before assignment

我马上意识到我忽略了一个问题，这里是一个嵌套名字空间。我的同事并没有定义一个全局变量，而是一个局部变量，但他却尝试用 global 关键字去引用，显然得到的结果会是全局变量没有定义。所以我告诉他，去掉 global 语句。我没有意识到里边还有一个嵌套的作用域，之前从来没有没有遇到过这种问题，所以也没太注意。

如果把程序改成下边这样，则可以正常运行：

class Foo(object):
    def too(self):
        l = 1
        def moo():
            print l
        moo()
        print l

f = Foo()
f.too()

当时我并没有意识到问题出在哪里，于是查了下资料，发现了如下的一些规则

• 内部函数，不能修改全局变量但可以访问全局变量
• 内部函数，在尝试修改同名全局变量时，Python 会认为它是一个局部变量，并引发 UnboundLocalError
• 在内部函数修改同名全局变量之前尝试访问变量名称（如: print l; l = l + 1），也会引发 UnboundLocalError

所以问题涉及到一个作用域层次的问题，也就是 内层作用域可以访问外层作用域中的变量，但不能修改，一旦尝试修改，Python 则会认为该变量是一个局部变量。这样，问题就被解释了。Python 3 中的引入了 nonlocal 关键字来解决闭包中的变量作用域问题。

还需要注意的一点是，在 Python 中，只有模块，类以及函数才会引入新的作用域，其它的代码块是不会引入新的作用域的，即使有不同层次的缩进。

我没有仔细看同事的代码，不知道他具体要表达什么，我只是告诉他换一种设计思路。我觉得很多时候我们都应该这样，当你发现你的设计思路不符合语言习惯的时候，那说明你的设计是不正确，何不换换别的思路呢。