4. Modelo de ejecución

4.1. Estructura de un programa

Un programa Python está construido a partir de bloques de código. Un block es un trozo de texto de un programa Python que se ejecuta como una unidad. Los siguientes son bloques: un módulo, el cuerpo de una función y la definición de una clase. Cada comando ingresado en el intérprete interactivo es un bloque. Un archivo de script (un archivo provisto como entrada estándar al intérprete, o especificado como argumento en la línea de comando al intérprete) es un bloque de código. Un comando de script (un comando especificado en la línea de comandos del intérprete con la opción -c es un bloque de código. El argumento cadena de caracteres que se envía a las funciones incorporadas eval() y exec() es también un bloque de código.

Un bloque de código se ejecuta en un execution frame. Un marco contiene alguna información administrativa (que se usa para depuración) y determina dónde y cómo continuará la ejecución una vez que el bloque de código se haya completado.

4.2. Nombres y vínculos

4.2.1. Vinculación de nombres

Los Names refieren a objetos. Los nombres se introducen por las operaciones de vinculación de nombre (name binding operations).

The following constructs bind names: formal parameters to functions, import statements, class and function definitions (these bind the class or function name in the defining block), and targets that are identifiers if occurring in an assignment, for loop header, or after as in a with statement or except clause. The import statement of the form from ... import * binds all names defined in the imported module, except those beginning with an underscore. This form may only be used at the module level.

A target occurring in a del statement is also considered bound for this purpose (though the actual semantics are to unbind the name).

Cada declaración de asignación o importación ocurre dentro de un bloque determinado por una definición de clase o de función, o a nivel de módulo (el bloque de código de máximo nivel).

Si un nombre está vinculado en un bloque, es una variable local en ese bloque, salvo que sea declarado como nonlocal o global. Si un nombre está vinculado a nivel de módulo, es una variable global. (Las variables del bloque de código del módulo son locales y globales.) Si una variable se una en un bloque de código pero no está definida ahí, es una free variable.

Cada ocurrencia de un nombre en el texto del programa se refiere al binding de ese nombre, establecido por las siguientes reglas de resolución de nombres.

4.2.2. Resolución de nombres

Un scope define la visibilidad de un nombre en un bloque. Si una variable local se define en un bloque, su ámbito (scope) incluye ese bloque. Si la definición ocurre en un bloque de función, el ámbito se extiende a cualquier bloque contenido en el bloque en donde está la definición, a menos que uno de los bloques contenidos introduzca un vínculo diferente para el nombre.

When a name is used in a code block, it is resolved using the nearest enclosing scope. The set of all such scopes visible to a code block is called the block’s environment.

Cuando un nombre no se encuentra, se lanza una excepción NameError. Si el ámbito actual es una función, y el nombre se refiere a una variable local que todavía no ha sido vinculada a un valor en el punto en el que nombre es utilizado, se lanza una excepción UnboundLocalError. UnboundLocalError es una subclase de NameError.

Si una operación de vinculación de nombre ocurre en cualquier parte dentro de un bloque de código, todos los usos del nombre dentro de ese bloque son tratados como referencias al bloque actual. Esto puede llevar a errores cuando el nombre es utilizado dentro del bloque antes de su vinculación. Esta regla es sutil. Python carece de declaraciones y permite que las operaciones de vinculación de nombres ocurran en cualquier lugar dentro del bloque de código. Las variables locales de un bloque de código pueden determinarse buscando operaciones de vinculación de nombres en el texto completo del bloque.

Si la declaración global ocurre dentro de un bloque, todos los usos del nombre especificado en la declaración se refieren a la vinculación que ese nombre tiene en el espacio de nombres (namespace) de nivel superior. Los nombres se resuelven en el espacio de nombres de nivel superior buscando en el espacio de nombres global, es decir, el espacio de nombres del módulo que contiene el bloque de código, y en el espacio de nombres incorporado, el namespace del módulo builtins. La búsqueda se realiza primero en el espacio de nombres global. Si el nombre no se encuentra ahí, se busca en el espacio de nombres incorporado (builtins namespace). La declaración global debe preceder a todos los usos del nombre.

The global statement has the same scope as a name binding operation in the same block. If the nearest enclosing scope for a free variable contains a global statement, the free variable is treated as a global.

The nonlocal statement causes corresponding names to refer to previously bound variables in the nearest enclosing function scope. SyntaxError is raised at compile time if the given name does not exist in any enclosing function scope.

El espacio de nombres (namespace) para un módulo se crea automáticamente la primera vez que se importa el módulo. El módulo principal de un script siempre se llama __main__.

Los bloques de definición de clase y los argumentos para exec() y eval() son especiales en el contexto de la resolución de nombres. Una definición de clase es una declaración ejecutable que puede usar y definir nombres. Estas referencias siguen las reglas normales para la resolución de nombres con la excepción de que se buscan las variables locales no vinculadas en el espacio de nombres global. El espacio de nombres de la definición de clase se vuelve el diccionario de atributos de la clase. El ámbito de nombres definido en un bloque de clase está limitado a dicho bloque; no se extiende a los bloques de código de los métodos. Esto incluye las comprensiones y las expresiones generadoras (generator expressions), dado que están implementadas usando el alcance de función. Esto implica que lo siguiente fallará:

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

4.2.3. Builtins and restricted execution

CPython implementation detail: Los usuarios no deberían tocar __builtins__; es un detalle de la implementación en sentido estricto. Los usuarios que quieran sobreescribir valores en los espacios de nombres incorporados deberían usar import con el módulo builtins y modificar sus atributos de un modo adecuado.

El espacio de nombres incorporado (builtin namespace) asociado a la ejecución de un bloque de código es encontrado buscando el nombre __builtins__ en su espacio de nombres global; debería ser un diccionario o un módulo (en este último caso, se usa el diccionario del módulo). Por defecto, en el módulo __main__, __builtins__ es el módulo builtins. En cualquier otro módulo, __builtins__ es un alias para el diccionario del propio módulo builtins.

4.2.4. Interacción con funcionalidades dinámicas

La resolución de variables libres sucede en tiempo de ejecución, no en tiempo de compilación. Esto significa que el siguiente código va a mostrar 42:

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

The eval() and exec() functions do not have access to the full environment for resolving names. Names may be resolved in the local and global namespaces of the caller. Free variables are not resolved in the nearest enclosing namespace, but in the global namespace. 1 The exec() and eval() functions have optional arguments to override the global and local namespace. If only one namespace is specified, it is used for both.

4.3. Excepciones

Las excepciones son un medio para salir del flujo de control normal de un bloque de código, para gestionar errores u otras condiciones excepcionales. Una excepción es lanzada (raised) en el momento en que se detecta el error; puede ser gestionada (handled) por el bloque de código que la rodea o por cualquier bloque de código que directa o indirectamente ha invocado al bloque de código en el que ocurrió el error.

El intérprete Python lanza una excepción cuando detecta un error en tiempo de ejecución (como una división por cero). Un programa Python también puede lanzar una excepción explícitamente, con la declaración raise. Los gestores de excepciones se especifican con la declaración try … except. La cláusula finally de tales declaraciones puede utilizarse para especificar código de limpieza que no es el que gestiona la excepción, sino que se ejecutará en cualquier caso, tanto cuando la excepción ha ocurrido en el código que la precede, como cuando esto no ha sucedido.

Python usa el modelo de gestión de errores de «terminación» (»termination»): un gestor de excepción puede descubrir qué sucedió y continuar la ejecución en un nivel exterior, pero no puede reparar la causa del error y reintentar la operación que ha fallado (excepto que se reingrese al trozo de código fallido desde su inicio).

Cuando una excepción no está gestionada en absoluto, el intérprete termina la ejecución del programa, o retorna a su bucle principal interactivo. En cualquier caso, imprime un seguimiento de pila, excepto cuando la excepción es SystemExit.

Las excepciones están identificadas por instancias de clase. Se selecciona la cláusula except dependiendo de la clase de la instancia: debe referenciar a la clase de la instancia o a una clase base de la misma. La instancia puede ser recibida por el gestor y puede contener información adicional acerca de la condición excepcional.

Nota

Los mensajes de excepción no forman parte de la API Python. Su contenido puede cambiar entre una versión de Python y la siguiente sin ningún tipo de advertencia; el código que corre bajo múltiples versiones del intérprete no debería basarse en estos mensajes.

Mira también la descripción de la declaración try en la sección La sentencia try, y la declaración raise en la sección The raise statement.

Notas al pie

1

Esta limitación se da porque el código ejecutado por estas operaciones no está disponible en el momento en que se compila el módulo.