4. Modelo de execução
*********************


4.1. Estrutura de um programa
=============================

Um programa Python é construído a partir de blocos de código. Um
*bloco* é um pedaço do texto do programa Python que é executado como
uma unidade. A seguir estão os blocos: um módulo, um corpo de função e
uma definição de classe. Cada comando digitado interativamente é um
bloco. Um arquivo de script (um arquivo fornecido como entrada padrão
para o interpretador ou especificado como argumento de linha de
comando para o interpretador) é um bloco de código. Um comando de
script (um comando especificado na linha de comando do interpretador
com a opção "-c") é um bloco de código. Um módulo executado sobre um
script de nível superior (como o módulo "__main__") a partir da linha
de comando usando um argumento "-m" também é um bloco de código. O
argumento da string passado para as funções embutidas "eval()" e
"exec()" é um bloco de código.

Um bloco de código é executado em um *quadro de execução*. Um quadro
contém algumas informações administrativas (usadas para depuração) e
determina onde e como a execução continua após a conclusão do bloco de
código.


4.2. Nomeação e ligação
=======================


4.2.1. Ligação de nomes
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*Nomes* referem-se a objetos. Os nomes são introduzidos por operações
de ligação de nomes.

As seguintes construções ligam nomes:

* parâmetros formais para funções,

* definições de classe,

* definições de função,

* expressões de atribuição,

* alvos que são identificadores se ocorrerem em uma atribuição:

  * cabeçalho de laço "for",

  * depois de "as" em uma instrução "with", cláusula "except",
    cláusula "except*" ou no padrão as na correspondência de padrões
    estruturais,

  * em um padrão de captura na correspondência de padrões estruturais

* instruções "import".

* instruções "type".

* listas de parâmetros de tipo.

A instrução "import" no formato "from ... import *" liga todos os
nomes definidos no módulo importado, exceto aqueles que começam com um
sublinhado. Este formulário só pode ser usado no nível do módulo.

Um alvo ocorrendo em uma instrução "del" também é considerado ligado a
esse propósito (embora a semântica real seja para desligar do nome).

Cada atribuição ou instrução de importação ocorre dentro de um bloco
definido por uma definição de classe ou função ou no nível do módulo
(o bloco de código de nível superior).

Se um nome está ligado a um bloco, é uma variável local desse bloco, a
menos que declarado como "nonlocal" ou "global". Se um nome está
ligado a nível do módulo, é uma variável global. (As variáveis ​​do
bloco de código do módulo são locais e globais.) Se uma variável for
usada em um bloco de código, mas não definida lá, é uma *variável
livre*.

Cada ocorrência de um nome no texto do programa se refere à *ligação*
daquele nome estabelecido pelas seguintes regras de resolução de nome.


4.2.2. Resolução de nomes
-------------------------

O *escopo* define a visibilidade de um nome dentro de um bloco. Se uma
variável local é definida em um bloco, seu escopo inclui esse bloco.
Se a definição ocorrer em um bloco de função, o escopo se estende a
quaisquer blocos contidos no bloco de definição, a menos que um bloco
contido introduza uma ligação diferente para o nome.

Quando um nome é usado em um bloco de código, ele é resolvido usando o
escopo envolvente mais próximo. O conjunto de todos esses escopos
visíveis a um bloco de código é chamado de *ambiente* do bloco.

Quando um nome não é encontrado, uma exceção "NameError" é levantada.
Se o escopo atual for um escopo de função e o nome se referir a uma
variável local que ainda não foi associada a um valor no ponto onde o
nome é usado, uma exceção "UnboundLocalError" é levantada.
"UnboundLocalError" é uma subclasse de "NameError".

Se a operação de ligação de nomes ocorre dentro de um bloco de código,
todos os usos do nome dentro do bloco são tratadas como referências
para o bloco atual. Isso pode. Isso pode levar a erros quando um nome
é usado em um bloco antes de ser vinculado.  Esta regra é sutil.
Python carece de declarações e permite que as operações de ligação de
nomes ocorram em qualquer lugar dentro de um bloco de código. As
variáveis locais de um bloco de código podem ser determinadas pela
varredura de todo o texto do bloco para operações de ligação de nome.
Veja the FAQ entry on UnboundLocalError para exemplos.

Se a instrução "global" ocorrer dentro de um bloco, todos os usos dos
nomes especificados na instrução referem-se às ligações desses nomes
no espaço de nomes de nível superior. Os nomes são resolvidos no
espaço de nomes de nível superior pesquisando o espaço de nomes
global, ou seja, o espaço de nomes do módulo que contém o bloco de
código, e o espaço de nomes embutido, o espaço de nomes do módulo
"builtins". O espaço de nomes global é pesquisado primeiro. Se os
nomes não forem encontrados lá, o espaço de nomes embutidos será
pesquisado em seguida. Se os nomes também não forem encontrados no
espaço de nomes embutido, novas variáveis são criadas no espaço de
nomes global. A instrução global deve preceder todos os usos dos nomes
listados.

A instrução "global" tem o mesmo escopo que uma operação de ligação de
nome no mesmo bloco. Se o escopo mais próximo de uma variável livre
contiver uma instrução global, a variável livre será tratada como
global.

A instrução "nonlocal" faz com que os nomes correspondentes se refiram
a variáveis previamente vinculadas no escopo da função delimitadora
mais próxima. A exceção "SyntaxError" é levantada em tempo de
compilação se o nome fornecido não existir em nenhum escopo de função
delimitador. Parâmetros de tipo não podem ser vinculadas novamente com
a instrução "nonlocal".

O espaço de nomes de um módulo é criado automaticamente na primeira
vez que um módulo é importado. O módulo principal de um script é
sempre chamado de "__main__".

Blocos de definição de classe e argumentos para "exec()" e "eval()"
são especiais no contexto de resolução de nome. Uma definição de
classe é uma instrução executável que pode usar e definir nomes. Essas
referências seguem as regras normais para resolução de nome, com
exceção de que variáveis locais não vinculadas são pesquisadas no
espaço de nomes global global. O espaço de nomes global da definição
de classe se torna o dicionário de atributos da classe. O escopo dos
nomes definidos em um bloco de classe é limitado ao bloco de classe;
ele não se estende aos blocos de código de métodos. Isso inclui
compreensões e expressões geradoras, mas não inclui escopos de
anotação, que têm acesso a seus escopos de classe delimitadores. Isso
significa que o seguinte falhará:

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

Porém, o seguinte vai funcionar:

   class A:
       type Alias = Nested
       class Nested: pass

   print(A.Alias.__value__)  # <type 'A.Nested'>


4.2.3. Escopos de anotação
--------------------------

As instruções "type" e listas de parâmetros de tipo introduzem
*escopos de anotação*, que se comportam principalmente como escopos de
função, mas com algumas exceções discutidas abaixo. *Anotações*
atualmente não usam escopos de anotação, mas espera-se que elas usem
escopos de anotação no Python 3.13 quando **PEP 649** for
implementada.

Os escopos de anotação são usados nos seguintes contextos:

* Listas de parâmetros de tipo para apelidos de tipo genérico.

* Listas de parâmetros de tipo para funções genéricas. As anotações de
  uma função genérica são executadas dentro do escopo de anotação, mas
  seus padrões e decoradores não.

* Listas de parâmetros de tipo para classes genéricas. As classes base
  e argumentos nomeados de uma classe genérica são executadas dentro
  do escopo de anotação, mas seus decoradores não.

* Os limites, restrições e valores padrão para parâmetros de tipo
  (avaliados preguiçosamente).

* O valor dos apelidos de tipo (avaliado preguiçosamente).

Escopos de anotação diferenciam-se de escopos de função nas seguintes
formas:

* Os escopos de anotação têm acesso ao espaço de nomes da classe
  delimitadora. Se um escopo de anotação estiver imediatamente dentro
  de um escopo de classe ou dentro de outro escopo de anotação que
  esteja imediatamente dentro de um escopo de classe, o código no
  escopo de anotação poderá usar nomes definidos no escopo de classe
  como se fosse executado diretamente no corpo da classe. Isto
  contrasta com funções regulares definidas dentro de classes, que não
  podem acessar nomes definidos no escopo da classe.

* Expressões em escopos de anotação não podem conter expressões
  "yield", "yield from", "await" ou ":= 1". (Essas expressões são
  permitidas em outros escopos contidos no escopo de anotação.)

* Nomes definidos em escopos de anotação não podem ser vinculados
  novamente com instruções "nonlocal" em escopos internos. Isso inclui
  apenas parâmetros de tipo, pois nenhum outro elemento sintático que
  pode aparecer nos escopos de anotação pode introduzir novos nomes.

* Embora os escopos de anotação tenham um nome interno, esse nome não
  é refletido no *nome qualificado* dos objetos definidos dentro do
  escopo. Em vez disso, o "__qualname__" de tais objetos é como se o
  objeto fosse definido no escopo delimitador.

Adicionado na versão 3.12: Escopos de anotação foram introduzidos no
Python 3.12 como parte da **PEP 695**.

Alterado na versão 3.13: Os escopos de anotação também são usados para
padrões de parâmetros de tipo, conforme introduzido pela **PEP 696**.


4.2.4. Avaliação preguiçosa
---------------------------

Os valores dos apelidos de tipo criados através da instrução "type"
são *avaliados preguiçosamente*. O mesmo se aplica aos limites,
restrições e valores padrão de variáveis de tipo criadas através da
sintaxe do parâmetro de tipo. Isso significa que eles não são
avaliados quando o apelido de tipo ou a variável de tipo é criado. Em
vez disso, eles são avaliados apenas quando isso é necessário para
resolver um acesso de atributo.

Exemplo:

   >>> type Alias = 1/0
   >>> Alias.__value__
   Traceback (most recent call last):
     ...
   ZeroDivisionError: division by zero
   >>> def func[T: 1/0](): pass
   >>> T = func.__type_params__[0]
   >>> T.__bound__
   Traceback (most recent call last):
     ...
   ZeroDivisionError: division by zero

Aqui a exceção é levantada apenas quando o atributo "__value__" do
apelido de tipo ou o atributo "__bound__" da variável de tipo é
acessado.

Esse comportamento é útil principalmente para referências a tipos que
ainda não foram definidos quando o alias de tipo ou variável de tipo é
criado. Por exemplo, a avaliação preguiçosa permite a criação de
apelidos de tipo mutuamente recursivos:

   from typing import Literal

   type SimpleExpr = int | Parenthesized
   type Parenthesized = tuple[Literal["("], Expr, Literal[")"]]
   type Expr = SimpleExpr | tuple[SimpleExpr, Literal["+", "-"], Expr]

Valores avaliados preguiçosamente são avaliados em escopo de anotação,
o que significa que os nomes que aparecem dentro do valor avaliado
preguiçosamente são pesquisados como se fossem usados no escopo
imediatamente envolvente.

Adicionado na versão 3.12.


4.2.5. Builtins e execução restrita
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**Detalhes da implementação do CPython:** Os usuários não devem tocar
em "__builtins__"; é estritamente um detalhe de implementação.
Usuários que desejam substituir valores no espaço de nomes interno
devem "import" o módulo "builtins" e modificar seus atributos
apropriadamente.

O espaço de nomes builtins associado com a execução de um bloco de
código é encontrado procurando o nome "__builtins__" em seu espaço de
nomes global; este deve ser um dicionário ou um módulo (no último
caso, o dicionário do módulo é usado). Por padrão, quando no módulo
"__main__", "__builtins__" é o módulo embutido "builtins"; quando em
qualquer outro módulo, "__builtins__" é um apelido para o dicionário
do próprio módulo "builtins".


4.2.6. Interação com recursos dinâmicos
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A resolução de nome de variáveis livres ocorre em tempo de execução,
não em tempo de compilação. Isso significa que o código a seguir
imprimirá 42:

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

As funções "eval()" e "exec()" não têm acesso ao ambiente completo
para resolução de nome. Os nomes podem ser resolvidos nos espaços de
nomes locais e globais do chamador. Variáveis livres não são
resolvidas no espaço de nomes mais próximo, mas no espaço de nomes
global. [1] As funções "exec()" e "eval()" possuem argumentos
opcionais para substituir o espaço de nomes global e local. Se apenas
um espaço de nomes for especificado, ele será usado para ambos.


4.3. Exceções
=============

As exceções são um meio de romper o fluxo normal de controle de um
bloco de código para tratar erros ou outras condições excepcionais.
Uma exceção é *levantada* no ponto em que o erro é detectado; ele pode
ser *tratado* pelo bloco de código circundante ou por qualquer bloco
de código que invocou direta ou indiretamente o bloco de código onde
ocorreu o erro.

O interpretador Python levanta uma exceção quando detecta um erro em
tempo de execução (como divisão por zero). Um programa Python também
pode levantar explicitamente uma exceção com a instrução "raise". Os
tratadores de exceção são especificados com a instrução "try" ...
"except". A cláusula "finally" de tal declaração pode ser usada para
especificar o código de limpeza que não trata a exceção, mas é
executado se uma exceção ocorreu ou não no código anterior.

Python usa o modelo de "terminação" da manipulação de erros: um
manipulador de exceção pode descobrir o que aconteceu e continuar a
execução em um nível externo, mas não pode reparar a causa do erro e
tentar novamente a operação com falha (exceto reinserindo a parte
incorreta de código de cima).

Quando uma exceção não é manipulada, o interpretador encerra a
execução do programa ou retorna ao seu laço principal interativo. Em
ambos os casos, ele exeibe um traceback (situação da pilha de
execução), exceto quando a exceção é "SystemExit".

As exceções são identificadas por instâncias de classe. A cláusula
"except" é selecionada dependendo da classe da instância: ela deve
referenciar a classe da instância ou uma *classe base não-virtual*
dela. A instância pode ser recebida pelo manipulador e pode conter
informações adicionais sobre a condição excepcional.

Nota:

  As mensagens de exceção não fazem parte da API do Python. Seu
  conteúdo pode mudar de uma versão do Python para outra sem aviso e
  não deve ser invocado pelo código que será executado em várias
  versões do interpretador.

Veja também a descrição da declaração "try" na seção A instrução try e
a instrução "raise" na seção A instrução raise.

-[ Notas de rodapé ]-

[1] Essa limitação ocorre porque o código executado por essas
    operações não está disponível no momento em que o módulo é
    compilado.
