4. Модель виконання¶
4.1. Структура програми¶
A Python program is constructed from code blocks.
A block is a piece of Python program text that is executed as a unit.
The following are blocks: a module, a function body, and a class definition.
Each command typed interactively is a block. A script file (a file given as
standard input to the interpreter or specified as a command line argument to the
interpreter) is a code block. A script command (a command specified on the
interpreter command line with the -c
option) is a code block. The string
argument passed to the built-in functions eval()
and exec()
is a
code block.
Блок коду виконується у execution frame. Кадр містить деяку адміністративну інформацію (використовується для налагодження) і визначає, де і як виконання продовжується після завершення виконання блоку коду.
4.2. Називання та зв’язування¶
4.2.1. Прив’язка імен¶
Names стосуються об’єктів. Імена вводяться за допомогою операцій зв’язування імен.
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.
Ціль, що зустрічається в операторі del
, також вважається зв’язаною для цієї мети (хоча фактична семантика полягає в тому, щоб роз’єднати ім’я).
Кожен оператор призначення або імпорту відбувається в блоці, визначеному визначенням класу чи функції, або на рівні модуля (блок коду верхнього рівня).
Якщо ім’я прив’язане до блоку, воно є локальною змінною цього блоку, якщо не оголошено як nonlocal
або global
. Якщо ім’я прив’язане на рівні модуля, воно є глобальною змінною. (Змінні блоку коду модуля є локальними та глобальними.) Якщо змінна використовується в блоці коду, але не визначена там, це free variable.
Кожне входження імені в текст програми посилається на binding цього імені, встановлене наступними правилами розпізнавання імен.
4.2.2. Розділення імен¶
scope визначає видимість імені в блоці. Якщо локальна змінна визначена в блоці, її область включає цей блок. Якщо визначення міститься у функціональному блоці, область поширюється на будь-які блоки, що містяться в визначальному, якщо тільки блок не вводить іншу прив’язку для імені.
Коли ім’я використовується в блоці коду, воно розпізнається за допомогою найближчої охоплюючої області. Набір усіх таких областей, видимих для блоку коду, називається environment блоку.
Якщо ім’я взагалі не знайдено, виникає виняток NameError
. Якщо поточна область є областю функції, а ім’я посилається на локальну змінну, яка ще не прив’язана до значення в точці, де використовується ім’я, виникає виняток UnboundLocalError
. UnboundLocalError
є підкласом 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.
Оператор global
має ту саму область дії, що й операція прив’язки імені в тому самому блоці. Якщо найближча охоплююча область для вільної змінної містить глобальний оператор, вільна змінна розглядається як глобальна.
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.
Простір імен для модуля створюється автоматично під час першого імпорту модуля. Основний модуль для сценарію завжди називається __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. Вбудоване та обмежене виконання¶
CPython implementation detail: Користувачі не повинні торкатися __builtins__
; це суто деталь реалізації. Користувачі, які хочуть змінити значення у просторі імен вбудованих модулів, повинні import
модуль builtins
і відповідним чином змінити його атрибути.
Простір вбудованих імен, пов’язаний із виконанням блоку коду, фактично можна знайти шляхом пошуку назви __builtins__
у його глобальному просторі імен; це має бути словник або модуль (в останньому випадку використовується словник модуля). За замовчуванням у модулі __main__
__builtins__
є вбудованим модулем builtins
; у будь-якому іншому модулі __builtins__
є псевдонімом для словника самого модуля builtins
.
4.2.4. Взаємодія з динамічними функціями¶
Розділення імен вільних змінних відбувається під час виконання, а не під час компіляції. Це означає, що наступний код виведе 42:
i = 10
def f():
print(i)
i = 42
f()
Функції eval()
і exec()
не мають доступу до повного середовища для розпізнавання імен. Імена можуть бути дозволені в локальному та глобальному просторах імен абонента. Вільні змінні вирішуються не в найближчому охоплюючому просторі імен, а в глобальному просторі імен. 1 Функції exec()
і eval()
мають додаткові аргументи для заміни глобального та локального простору імен. Якщо вказано лише один простір імен, він використовується для обох.
4.3. Винятки¶
Винятки — це засіб виходу зі звичайного потоку керування блоком коду для обробки помилок або інших виняткових умов. Виняток викликається в точці, де виявлено помилку; вона може оброблятися навколишнім блоком коду або будь-яким блоком коду, який прямо чи опосередковано викликав блок коду, де сталася помилка.
Інтерпретатор Python викликає виняток, коли виявляє помилку під час виконання (наприклад, ділення на нуль). Програма на Python також може явно викликати виняток за допомогою оператора raise
. Обробники винятків визначаються оператором try
… except
. Речення finally
такого оператора можна використовувати для визначення коду очищення, який не обробляє виняток, але виконується незалежно від того, чи виникла виняток у попередньому коді.
Python використовує модель «припинення» обробки помилок: обробник винятків може дізнатися, що сталося, і продовжити виконання на зовнішньому рівні, але він не може виправити причину помилки та повторити невдалу операцію (за винятком повторного введення несправної частини коду зверху).
Якщо виняток взагалі не обробляється, інтерпретатор припиняє виконання програми або повертається до основного інтерактивного циклу. У будь-якому випадку він друкує зворотне трасування стека, за винятком випадків, коли винятком є 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.
Примітка
Повідомлення про винятки не є частиною API Python. Їх вміст може змінюватися від однієї версії Python до іншої без попередження, і на нього не слід покладатися кодом, який працюватиме під кількома версіями інтерпретатора.
Дивіться також опис оператора try
у розділі Оператор try та оператора raise
у розділі Оператор raise.
Виноски
- 1
Це обмеження виникає через те, що код, який виконується цими операціями, недоступний під час компіляції модуля.