Модель выполнения

4.2.1. Привязка имён

Имена ссылаются на объекты. Имена вводятся операциями привязки имён.

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

Целевой объект, встречающийся в операторе del, также считается привязанным для этой цели (хотя фактическая семантика заключается в разрыве привязки имени).

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

Если имя привязано в блоке, это локальная переменная этого блока, если не объявлено как nonlocal или global. Если имя привязано на уровне модуля, это глобальная переменная. (Переменные блока кода модуля являются локальными и глобальными.) Если переменная используется в блоке кода, но не определена в нём, это свободная переменная.

Каждое вхождение имени в тексте программы относится к привязке этого имени, установленной следующими правилами разрешения имён.

4.2.2. Разрешение имён

Область видимости определяет видимость имени в блоке. 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 привязывание для имени.

При использовании имени в блоке кода оно разрешается с использованием ближайшей внешней области видимости. Набор всех таких областей видимости, видимых блоком кода, называется окружением блока.

Если имя вообще не найдено, возникает исключение NameError. Если текущая область видимости — область видимости функции, и имя относится к локальной переменной, которая ещё не привязана к значению в точке 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 внутри блока до его привязки. Это правило тонкое. В Python нет объявлений, и операции привязки имён могут происходить где угодно в блоке кода. Локальные переменные блока кода могут быть определены путём сканирования всего текста блока на предмет операций привязки имён.

Если оператор global встречается внутри блока, все использования указанных в нём имён относятся к привязкам этих имён в пространстве имён верхнего уровня. Имена разрешаются в пространстве имён верхнего уровня путём поиска в глобальном пространстве имён, т. е. в пространстве имён модуля, содержащего блок кода, и в пространстве имён builtins, пространстве имён модуля builtins. Глобальное пространство имён ищется в первую очередь. Если имена там не найдены, ищется пространство имён builtins. Оператор global должен предшествовать всем использованиям перечисленных имён.

Оператор global имеет такую же область видимости, как операция привязки имени в том же блоке. Если ближайшая внешняя 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 внешней области видимости функции. SyntaxError генерируется во время компиляции, если заданное имя не существует ни в одной внешней области видимости функции.

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

Блоки определения классов и аргументы 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 неинициализированные локальные переменные ищутся в глобальном пространстве имён. Пространство имён определения класса становится словарем атрибутов класса. Область видимости имён, определённых в блоке класса, ограничена блоком класса; она не распространяется на блоки кода методов — это включает списки и генераторы, так как они реализованы 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 builtins, 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 вы находитесь в модуле __main__, __builtins__ — это встроенный модуль builtins; когда вы находитесь в любом другом модуле, __builtins__ — это псевдоним словаря модуля builtins самого себя.

4.2.4. Взаимодействие с динамическими функциями

Разрешение имён для 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 всему окружению для разрешения имён. Имена могут быть разрешены в локальном и глобальном пространствах имён вызывающей стороны. Свободные переменные не разрешаются в ближайшей внешней области видимости, а в глобальном пространстве имён. 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.