nonlocal一題

以下の nonlocal_1.py を実行すると何が起きるでしょうか。
環境は Python 3.6.0とします (多少古いPython3でも変わりません)

nonlocal_1.py

def func():
    nonlocal a
    a = 10

a = 2
func()
print(a)

1. 2 と表示される
2. 10 と表示される
3. ランタイムエラー (RuntimeError) を送出する
4. それ以外

答えは見えにくいように下の方にあります。

解説

そもそも nonlocal の使う場所が変です。

nonlocalの仕様 によると

nonlocal 文は、列挙された識別子がグローバルを除く一つ外側のスコープで先に束縛された変数を参照するようにします。これは、束縛のデフォルトの動作がまずローカル名前空間を探索するので重要です。この文は、中にあるコードが、グローバル (モジュール) スコープ以外のローカルスコープの外側の変数を再束縛できるようにします。

nonlocal 文で列挙された名前は、 global 文で列挙された名前と違い、外側のスコープですでに存在する束縛を参照しなければなりません (新しい束縛が作られるべきスコープの選択が曖昧さを排除できません)。

よって上記のコードは文法エラーにて死にます。a = 2 を関数の前に置いたって無駄です。

ちなみに以下は動作します。

nonlocal_2.py

def func():
    def func1():
        nonlocal a
        a = 10

    a = 2
    func1()
    print(a)

func()

また、普通ならこんな場所に nonlocal なんて書きませんということで

global_1.py

def func():
    global a
    a = 10

a = 2
func()
print(a)

これは動作します。 global は指定された変数をglobal変数として解釈するのであって、存在する変数の有無は気にしません。

もう少し「使った」感じのする nonlocal の例

nonlocal_3.py

import random

def func():
    called = 0  # func1()が呼ばれた回数を記録したい
    def func1(a):
        nonlocal called
        called += 1
        return a + random.randrange(10)

    tmp = 0
    t = random.randrange(10)
    for i in range(t):
       tmp = func1(tmp)
    print('func1()は{}回呼ばれた。結果は{}'.format(called, tmp))

func()

$ python nonlocal_3.py
func1()は8回呼ばれた。結果は39
$ python nonlocal_3.py
func1()は9回呼ばれた。結果は48
$ python nonlocal_3.py
func1()は1回呼ばれた。結果は8
$ python nonlocal_3.py
func1()は4回呼ばれた。結果は24

(答え)

$ python nonlocal_1.py
  File "nonlocal_1.py", line 2
    nonlocal a
SyntaxError: no binding for nonlocal 'a' found

感想

ちょっと人為的過ぎる例題でした。