Python的nonlocal关键字是这样的好做法吗？

Question

考虑一个简单的情况，例如在BST

中找到第k个最小元素。

在我下面的解决方案中：

class Solution:
    def kthSmallest(self, root: TreeNode, k: int) -> int:
        i = 0
        ans = -1
        def traverse_inorder(root):
            nonlocal i
            nonlocal ans
            if not root:
                return
            traverse_inorder(root.left)
            i += 1
            if i == k:
                ans = root.val
                return
            traverse_inorder(root.right)
        traverse_inorder(root)
        return ans

我使用nonlocal作为i和ans的良好实践吗？我这样做是为了跟踪到达最左侧节点（最小值）后经过的元素数

另一种解决方案是将i和ans作为类的成员变量：

class Solution:
    def kthSmallest(self, root: TreeNode, k: int) -> int:
        self.i = 0
        self.ans = -1
        def traverse_inorder(root):
            # etc etc

这两种方法是等效的吗？一种做法比另一种好吗？为什么

Answer 1

我认为，在您描述的情况下，您客观地描述的nonlocal方法从所示的两个方面更有意义。您希望在函数外有一个计数器，并且无论在递归中的什么位置，都可以在找到结果时跟踪它

nonlocal将该信息完全封装在专用于外部函数特定运行的命名空间中。这里真的没有坏处

使用实例属性可以使使用该实例的任何人都可以使用该信息。这在概念上是不必要的，速度稍微慢一些，而且不是线程安全的。虽然线程安全在Python中通常不受关注，但它确实会使代码的健壮性大大降低。在这和封装之间，我绝对不会使用这种方法

我在此建议第三种可能性：使用返回值。在这种情况下，您实际上不需要任何外部名称空间。我不一定推荐使用nonlocal，但值得一提。下面是一个示例实现，正如您所看到的，它比您的解决方案要详细得多：

class Solution:
    def kthSmallest(self, root: TreeNode, k: int) -> int:
        def traverse_inorder(root, target):
            if not root:
                return 0, None
            left_count, item = traverse_inorder(root.left, target)
            if left_count == target - 1:
                 return left_count + 1, root.val
            elif left_count < target:
                 right_count, item = traverse_inorder(root.right, target - left_count - 1)
                 return left_count + right_count + 1, item
            else:  # left_count == target
                 return left_count, item
        count, ans = traverse_inorder(root, k)
        if count < k:
            raise ValueError('Insufficient elements')
        return ans

有很多方法可以通过返回值实现这一点。这里，我计算每个子树中元素的数量，直到目标值。只有在找到元素的确切数目时，才会返回非none项