Модель выполнения

4.2.1. Привязка имён

Имена ссылаются на объекты. Имена вводятся операциями привязки имён.

Следующие конструкции связывают имена: формальные параметры функций, операторы import, определения классов и функций (они привязывают имя класса или функции в определенном блоке), и целевые идентификаторы, если они встречаются в операторе присваивания, в заголовке цикла for, или после as в операторе with или в блоке except. Оператор import вида from ... import * привязывает все имена, определённые в импортированном модуле, за исключением имён, начинающихся с нижнего подчёркивания. Этот вид оператора может использоваться только на уровне модуля.

Цель, встречающаяся в операторе del, также рассматривается как привязанная для этой цели (хотя фактическая семантика — это разрыв связи имени).

Каждый оператор присваивания или импорта находится внутри блока, определенного оператором определения класса или функции, или на уровне модуля (блок кода верхнего уровня).

Если имя привязано в блоке, оно является локальной переменной этого блока, если не объявлено как nonlocal или global. Если имя привязано на уровне модуля, оно является глобальной переменной. (Переменные блока кода модуля являются локальными и глобальными). Если переменная используется в блоке кода, но не определена там, это свободная переменная.

Каждое появление имени в тексте программы относится к связыванию этого имени, установленной следующими правилами разрешения имён.

4.2.2. Разрешение имён

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

Когда имя используется в блоке кода, оно разрешается с использованием ближайшей вложенной области видимости. Набор всех таких областей видимости, видимых блоку кода, называется средой блока.

Если имя вообще не найдено, возникает исключение NameError. Если текущая область видимости — это область видимости функции, и имя относится к локальной переменной, которая ещё не привязана к значению в момент использования имени, возникает исключение UnboundLocalError. UnboundLocalError является подклассом NameError.

Если операция привязки имени происходит где-либо в блоке кода, все использования имени внутри блока обрабатываются как ссылки на текущий блок. Это может привести к ошибкам, когда имя используется в блоке до его привязки. Это правило тонкое. Python не использует объявления и позволяет операциям привязки имён происходить где угодно в блоке кода. Локальные переменные блока кода могут быть определены путем сканирования всего текста блока на предмет операций привязки имён.

Если оператор global встречается внутри блока, все использования имени, указанного в операторе, относятся к связыванию этого имени в пространстве имён верхнего уровня. Имена разрешаются в пространстве имён верхнего уровня путем поиска в глобальном пространстве имён, то есть в пространстве имён модуля, содержащего блок кода, и в пространстве имён встроенных функций, пространстве имён модуля builtins. Глобальное пространство имён ищется в первую очередь. Если имя не найдено там, ищется пространство имён встроенных функций. Оператор global должен предшествовать всем использованиям имени.

Оператор global имеет ту же область видимости, что и операция привязки имени в том же блоке. Если ближайшая вложенная область видимости для свободной переменной содержит оператор global, свободная переменная обрабатывается как глобальная.

Оператор nonlocal заставляет соответствующие имена ссылаться на ранее привязанные переменные в ближайшей вложенной области видимости функции. SyntaxError возникает на этапе компиляции, если заданного имени нет ни в одной вложенной области видимости функции.

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

Определения блоков классов и аргументы для функций exec() и eval() являются специальными в контексте разрешения имён. Определение класса — это исполняемый оператор, который может использовать и определять имена. Эти ссылки следуют обычным правилам разрешения имён с исключением, что неопределённые локальные переменные ищутся в глобальном пространстве имён. Пространство имён определения класса становится словарем атрибутов класса. Область видимости имён, определённых в блоке класса, ограничена этим блоком; она не распространяется на блоки кода методов — это включает в себя списки и генераторы, так как они реализуются с использованием области видимости функции. Это означает, что следующее не сработает:

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

4.2.3. Встроенные функции и ограниченное выполнение

Пространство имён встроенных функций, связанное с выполнением блока кода, фактически 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 находятся в модуле __main__, __builtins__ — это встроенный модуль builtins; когда находятся в любом другом модуле, __builtins__ — это псевдоним словаря модуля builtins самого себя.

4.2.4. Взаимодействие с динамическими функциями

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 ко всей среде для разрешения имён. Имена могут быть разрешены в локальном и глобальном пространствах имён вызывающей стороны. Свободные переменные не разрешаются в ближайшей вложенной области видимости, а в глобальном пространстве имён. 1 Функции exec() и eval() имеют необязательные аргументы для перезаписи глобального и локального пространства имён. Если указано только одно пространство имён, оно используется для обоих.