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, import инструкции, определения классов и функций (они связывают имя класса или функции в определяющем блоке), а также цели, являющиеся идентификаторами, если они встречаются в присваивании, заголовке цикла for или после as в инструкции with или предложении except. Инструкция import вида from ... import * связывает все имена, определённые в импортированном модуле, кроме тех, которые начинаются с подчёркивания. Эта форма может использоваться только на уровне модуля.

Цель, встречающаяся в инструкции del, также считается связанной для этих целей (хотя фактическая семантика – отвязать имя).

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 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 вообще не найдено, вызывается исключение NameError. Если текущая область видимости – функциональная, и имя ссылается на локальную переменную, которая ещё не была привязана к значению в точке использования имени, вызывается исключение UnboundLocalError. UnboundLocalError является подклассом NameError.

Если операция связывания имени происходит где-либо внутри блока кода, все использования имени в блоке рассматриваются как ссылки на текущий блок. Это может привести к ошибкам, когда имя используется в блоке до того, как оно связано. Это правило тонкое. В Python нет объявлений, и операции связывания имени могут происходить в любом месте блока кода. Локальные переменные блока кода можно определить, просканировав весь текст блока на наличие операций связывания имени.

Если инструкция global встречается внутри блока, все использования имени, указанного в инструкции, ссылаются на связывание этого имени в пространстве имён верхнего уровня. Имена разрешаются в пространстве имён верхнего уровня путём поиска в глобальном пространстве имён, т.е. пространстве имён модуля, содержащего блок кода, и пространстве имён builtins, пространстве имён модуля builtins. Глобальное пространство имён просматривается первым. Если имя не найдено там, просматривается пространство имён builtins. Инструкция global должна предшествовать всем использованиям имени.

Инструкция global имеет ту же область видимости, что и операция связывания имени в том же блоке. Если ближайшая охватывающая область видимости для свободной переменной содержит инструкцию global, свободная переменная рассматривается как глобальная.

Инструкция nonlocal заставляет соответствующие имена ссылаться на ранее связанные переменные в ближайшей охватывающей функциональной области видимости. SyntaxError возникает на этапе компиляции, если указанное имя не существует ни в одной охватывающей функциональной области видимости.

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

Блоки определения классов и аргументы exec() и eval() являются особыми в контексте разрешения имён. Определение класса – это исполняемая инструкция, которая может использовать и определять имена. Эти ссылки следуют обычным правилам разрешения имён, за исключением того, что несвязанные локальные переменные ищутся в глобальном пространстве имён. Пространство имён определения класса становится словарём атрибутов класса. Область видимости имён, определённых в блоке класса, ограничена этим блоком; она не распространяется на блоки кода методов – это включает генераторы списков и выражения-генераторы, поскольку они реализованы с использованием функциональной области видимости. 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, когда в модуле __main__, __builtins__ является встроенным модулем builtins; когда в любом другом модуле, __builtins__ является псевдонимом словаря самого модуля builtins. __builtins__ может быть установлен в словарь, созданный пользователем, для создания слабой формы ограниченного выполнения.

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()

Есть несколько случаев, когда инструкции Python недопустимы при использовании в сочетании с вложенными областями видимости, содержащими свободные переменные.

Если переменная используется в охватывающей области видимости, удаление этого имени недопустимо. Ошибка будет сообщена на этапе компиляции.

Функции eval() и exec() не имеют доступа к полному окружению для разрешения имён. Имена могут разрешаться в локальном и глобальном пространствах имён вызывающей стороны. 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 пространств имён. Если указано только одно пространство имён, оно используется для обоих.