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

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

As seguintes construções ligam nomes: parâmetros formais para funções, instruções import, definições de classe e função (estes ligam a classe ou nome de função no bloco de definição) e alvos que são identificadores se ocorrerem em uma atribuição, cabeçalho de laço for ou após as em uma instrução with ou cláusula except. A instrução import na forma 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.

If a name binding operation occurs anywhere within a code block, all uses of the name within the block are treated as references to the current block. This can lead to errors when a name is used within a block before it is bound. This rule is subtle. Python lacks declarations and allows name binding operations to occur anywhere within a code block. The local variables of a code block can be determined by scanning the entire text of the block for name binding operations.

If the global statement occurs within a block, all uses of the name specified in the statement refer to the binding of that name in the top-level namespace. Names are resolved in the top-level namespace by searching the global namespace, i.e. the namespace of the module containing the code block, and the builtins namespace, the namespace of the module builtins. The global namespace is searched first. If the name is not found there, the builtins namespace is searched. The global statement must precede all uses of the name.

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.

The namespace for a module is automatically created the first time a module is imported. The main module for a script is always called __main__.

Class definition blocks and arguments to exec() and eval() are special in the context of name resolution. A class definition is an executable statement that may use and define names. These references follow the normal rules for name resolution with an exception that unbound local variables are looked up in the global namespace. The namespace of the class definition becomes the attribute dictionary of the class. The scope of names defined in a class block is limited to the class block; it does not extend to the code blocks of methods – this includes comprehensions and generator expressions since they are implemented using a function scope. This means that the following will fail:

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

4.2.3. Builtins and restricted execution

CPython implementation detail: Users should not touch __builtins__; it is strictly an implementation detail. Users wanting to override values in the builtins namespace should import the builtins module and modify its attributes appropriately.

The builtins namespace associated with the execution of a code block is actually found by looking up the name __builtins__ in its global namespace; this should be a dictionary or a module (in the latter case the module’s dictionary is used). By default, when in the __main__ module, __builtins__ is the built-in module builtins; when in any other module, __builtins__ is an alias for the dictionary of the builtins module itself.

4.2.4. Interaction with dynamic features

Name resolution of free variables occurs at runtime, not at compile time. This means that the following code will print 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. Exceções

Exceptions are a means of breaking out of the normal flow of control of a code block in order to handle errors or other exceptional conditions. An exception is raised at the point where the error is detected; it may be handled by the surrounding code block or by any code block that directly or indirectly invoked the code block where the error occurred.

The Python interpreter raises an exception when it detects a run-time error (such as division by zero). A Python program can also explicitly raise an exception with the raise statement. Exception handlers are specified with the tryexcept statement. The finally clause of such a statement can be used to specify cleanup code which does not handle the exception, but is executed whether an exception occurred or not in the preceding code.

Python uses the “termination” model of error handling: an exception handler can find out what happened and continue execution at an outer level, but it cannot repair the cause of the error and retry the failing operation (except by re-entering the offending piece of code from the top).

When an exception is not handled at all, the interpreter terminates execution of the program, or returns to its interactive main loop. In either case, it prints a stack traceback, except when the exception is SystemExit.

Exceptions are identified by class instances. The except clause is selected depending on the class of the instance: it must reference the class of the instance or a base class thereof. The instance can be received by the handler and can carry additional information about the exceptional condition.

Nota

Exception messages are not part of the Python API. Their contents may change from one version of Python to the next without warning and should not be relied on by code which will run under multiple versions of the interpreter.

See also the description of the try statement in section The try statement and raise statement in section The raise statement.

Notas de rodapé

1

This limitation occurs because the code that is executed by these operations is not available at the time the module is compiled.