4. Модель выполнения¶Execution model

4.2.1. Связывание имён¶Binding of names

Имена ссылаются на объекты. Имена вводятся операциями связывания имён.

Следующие конструкции связывают имена:

• формальные параметры функций,

• определения классов,

• определения функций,

• выражения присваивания,

• targets that are identifiers if occurring in an assignment:

  • заголовок цикла for,

  • после as в операторе with, в предложении except, предложении except* или в as-шаблоне структурного сопоставления с образцом,

  • в шаблоне захвата структурного сопоставления с образцом,

• операторы import.

Оператор import вида from ... import * связывает все имена, определённые в импортированном модуле, кроме тех, что начинаются с подчёркивания. Эта форма может использоваться только на уровне модуля.

Цель, встречающаяся в операторе del, также считается связанной для данной цели (хотя фактическая семантика заключается в отмене связывания имени).

Каждый оператор присваивания или импорта находится внутри блока, определённого классом или определением функции, либо на уровне модуля (блок кода верхнего уровня).

Если имя связано в блоке, оно является локальной переменной этого блока, если только не объявлено как nonlocal или global. Если имя связано на уровне модуля, оно является глобальной переменной. (Переменные блока кода модуля являются локальными и глобальными.) Если переменная используется в блоке кода, но не определена в нём, она является свободной переменной.

Каждое вхождение имени в тексте программы ссылается на связывание этого имени, установленное следующими правилами разрешения имён.

4.2.2. Разрешение имён¶Resolution of names

Область видимости определяет видимость имени внутри блока. Если локальная переменная определена в блоке, её область видимости включает этот блок. Если определение находится в функциональном блоке, область видимости распространяется на любые блоки, вложенные в определяющий, если вложенный блок не вводит другое связывание для этого имени.

Когда имя используется в блоке кода, оно разрешается с помощью ближайшей объемлющей области видимости. Множество всех таких областей, видимых блоку кода, называется его окружением.

Когда имя не найдено вовсе, возбуждается исключение NameError. Если текущая область видимости – функция, и имя ссылается на локальную переменную, которая ещё не привязана к значению в точке использования, возбуждается исключение UnboundLocalError. UnboundLocalError является подклассом NameError.

Если операция связывания имени встречается в любом месте блока кода, все использования этого имени в блоке считаются ссылками на текущий блок. Это может приводить к ошибкам, когда имя используется в блоке до его связывания. Правило это тонкое. В Python нет объявлений, и операции связывания имени могут встречаться в любом месте блока кода. Локальные переменные блока кода можно определить, просмотрев весь текст блока на предмет операций связывания имён. Примеры см. в FAQ про UnboundLocalError.

Если оператор global встречается внутри блока, все обращения к именам, указанным в этом операторе, относятся к привязкам этих имен в пространстве имен верхнего уровня. Имена разрешаются в пространстве имен верхнего уровня путем поиска в global namespace, т.е. пространстве имен модуля, содержащего блок кода, и во встроенном пространстве имен, являющемся пространством имен модуля builtins. Сначала проверяется глобальное пространство имен. Если имена там не найдены, проверяется встроенное пространство имен. Оператор global должен предшествовать всем использованиям перечисленных имен.

Оператор global имеет ту же область видимости, что и операция связывания имени в том же блоке. Если ближайшая охватывающая область видимости для свободной переменной содержит оператор global, свободная переменная считается глобальной.

Оператор nonlocal заставляет соответствующие имена ссылаться на ранее связанные переменные в ближайшей объемлющей области видимости функции. SyntaxError возбуждается во время компиляции, если указанное имя не существует ни в одной объемлющей области видимости функции.

Пространство имён модуля автоматически создаётся при первом импорте модуля. Главный модуль скрипта всегда называется __main__.

Блоки определения класса и аргументы exec() и eval() являются особенными с точки зрения разрешения имен. Определение класса – это исполняемый оператор, который может использовать и определять имена. Эти ссылки следуют обычным правилам разрешения имен, за исключением того, что не связанные локальные переменные ищутся в глобальном пространстве имен. Пространство имен определения класса становится словарем атрибутов класса. Область видимости имен, определенных в блоке класса, ограничена блоком класса; она не распространяется на блоки кода методов – это включает выражения-включения (comprehensions) и выражения-генераторы, поскольку они реализованы с использованием области видимости функции. Это означает, что следующий код завершится ошибкой:

class A:
    a = 42
    b = list(a + i for i in range(10))

4.2.3. Встроенные объекты и ограниченное выполнение¶Builtins and restricted execution

Пространство имён builtins, связанное с выполнением блока кода, на самом деле находится путём поиска имени __builtins__ в его глобальном пространстве имён; это должен быть словарь или модуль (в последнем случае используется словарь модуля). По умолчанию, в модуле __main__ __builtins__ является встроенным модулем builtins; во всех остальных модулях __builtins__ является псевдонимом для словаря самого модуля builtins.

4.2.4. Взаимодействие с динамическими возможностями¶Interaction with dynamic features

Разрешение имён свободных переменных происходит во время выполнения, а не во время компиляции. Это означает, что следующий код выведет 42:

i = 10
def f():
    print(i)
i = 42
f()

Функции eval() и exec() не имеют доступа к полному окружению для разрешения имён. Имена могут разрешаться в локальном и глобальном пространствах имён вызывающего кода. Свободные переменные разрешаются не в ближайшем охватывающем пространстве имён, а в глобальном. [1] Функции exec() и eval() имеют необязательные аргументы для переопределения глобального и локального пространства имён. Если указано только одно пространство имён, оно используется для обоих.