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, операторы import, определения классов и функций (они связывают имя класса или функции в определяющем блоке), и цели, являющиеся идентификаторами, если они встречаются в присваивании, заголовке цикла for или после as в операторе with или предложении except. Оператор import вида from ... import * связывает все имена, определённые в импортированном модуле, кроме начинающихся 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 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 оператор global встречается внутри блока, все обращения к имени, указанному в этом операторе, ссылаются на связывание этого имени в пространстве имён верхнего уровня. Имена разрешаются в пространстве имён верхнего уровня путём поиска в глобальном пространстве имён, то есть в пространстве имён модуля, содержащего блок кода, и в пространстве имён встроенных имён, пространстве имён модуля builtins. Сначала выполняется поиск в глобальном пространстве имён. Если имя не найдено там, выполняется поиск в пространстве имён встроенных имён. Оператор global должен предшествовать всем обращениям к имени.

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.