在Python中，對(duì)象是通過(guò)名字進(jìn)行關(guān)聯(lián)和引用的。Python通過(guò)名字綁定操作來(lái)引入名字。

Python中的所謂的代碼塊就是一段作為執(zhí)行單元的程序。比如：模塊、函數(shù)、類(lèi)定義。在交互式環(huán)境中輸入的命令也是代碼塊的一種。一個(gè)Python腳本文件也是一個(gè)代碼塊。還有就是，當(dāng)我們?cè)诿钚猩鲜褂?c選項(xiàng)指定的命令也是一個(gè)代碼塊。傳遞給內(nèi)建函數(shù)eval()和exec()的字符串參數(shù)也是代碼塊的一種。

代碼塊是以執(zhí)行幀的方式被執(zhí)行的，一個(gè)執(zhí)行幀包含了一些管理信息，可以用于調(diào)試。執(zhí)行幀還會(huì)在執(zhí)行完當(dāng)前的代碼塊以后指定在何處，以怎樣的方式執(zhí)行接下來(lái)的代碼。

Python中的作用域定義了名字在代碼塊中的可見(jiàn)性。如果在代碼塊中定義了一個(gè)局部變量，那么這個(gè)局部變量的作用域就是所在的這個(gè)代碼塊。如果這個(gè)定義發(fā)生在函數(shù)體內(nèi)，則這個(gè)變量的作用域就擴(kuò)展到包含在這個(gè)函數(shù)中的任何代碼塊中，但是，如果包含在這個(gè)函數(shù)中的一個(gè)代碼塊中，同樣的名字被綁定到了不同的對(duì)象上，那么外面的名字將不能被擴(kuò)展到這個(gè)代碼塊中。

def out_func():
 #a的作用域在out_func這個(gè)函數(shù)中
 a = 0
 b = 0
 def in_func():
 #a的作用域從out_func擴(kuò)展到了in_func中，因?yàn)閕n_func這個(gè)代碼塊包含在out_func中
 print(a)
 #out_func函數(shù)中的b不能擴(kuò)展到in_func中，因?yàn)樵趇n_func中，b重新綁定到了不同的對(duì)象上，所以在out_func中的b的作用域不能擴(kuò)展到in_func中。
 b = 1

在Python中，定義在類(lèi)代碼塊中名字只能在類(lèi)中可見(jiàn)，并且類(lèi)中的名字的作用域不能擴(kuò)展到類(lèi)中的方法中。如果在類(lèi)定義中出現(xiàn)了生成器表達(dá)式和列表展開(kāi)，那么類(lèi)中的名字也不能擴(kuò)展到這些表達(dá)式中，因?yàn)榱斜碚归_(kāi)和生成器表達(dá)式的實(shí)現(xiàn)都是使用函數(shù)作用域的。

class C:
 a = 0
 # 在列表表達(dá)式中，a會(huì)因?yàn)槲炊x而拋出NameError異常
 b = list(a + i for i in range(10))
 def method(self):
 #由于定義在類(lèi)中的名字不能擴(kuò)展到方法中，所以下面的語(yǔ)句是錯(cuò)誤的，會(huì)拋出a未定義的NameError異常
 print(a)

當(dāng)在一個(gè)代碼塊中使用一個(gè)名字的時(shí)候，會(huì)對(duì)最近的外圍作用域進(jìn)行解析，以查找這個(gè)名字。所有的這些在當(dāng)前代碼塊中可見(jiàn)的作用域的集合，稱為

當(dāng)前的代碼塊的環(huán)境。

名字綁定和作用域的關(guān)系

如果一個(gè)名字綁定到一個(gè)代碼塊中，除非這個(gè)名字聲明為nonlocal(nonlocal聲明的作用是：使得變量在外圍作用域中，在全局作用域之前被解析)，否則這個(gè)名字就是這個(gè)代碼塊的局部變量。如果一個(gè)名字被綁定到模塊級(jí)別，則這個(gè)名字的作用域是全局的，這個(gè)變量是全局變量(模塊中的變量，對(duì)于模塊而言是局部變量，而對(duì)于模塊中的代碼塊而言，則是全局變量)。如果一個(gè)名字在一個(gè)代碼塊中使用，但是不是在這個(gè)代碼塊中被定義的，則這個(gè)變量就是一個(gè)自由變量。

名字綁定相關(guān)的異常

如果在進(jìn)行名字查找的時(shí)候，名字沒(méi)有被找到，則會(huì)拋出一個(gè) NameError 異常，如果名字引用的是一個(gè)局部變量，但是這個(gè)名字還沒(méi)有被綁定到這個(gè)局部變量，則會(huì)拋出一個(gè) UnboundLocalError 異常（UnboundLocalError 是 NameError的子類(lèi)）。

發(fā)生名字綁定行為的情況

發(fā)生名字綁定的行為主要有：

通常的給函數(shù)傳遞參數(shù)的時(shí)候，參數(shù)名會(huì)和傳遞過(guò)來(lái)的對(duì)象進(jìn)行綁定

使用import語(yǔ)句進(jìn)行導(dǎo)入的時(shí)候，其中 from ... import * 語(yǔ)句會(huì)將被導(dǎo)入的模塊中的所有可以被導(dǎo)入的名字進(jìn)行綁定操作

類(lèi)定義的時(shí)候

函數(shù)定義的時(shí)候

進(jìn)行賦值操作的時(shí)候

在for循環(huán)的for語(yǔ)句中

在with語(yǔ)句中的as后面

在expect語(yǔ)句中的as后面

Python中的名字綁定的Pitfall

在Python中，名字綁定的一些規(guī)則，會(huì)導(dǎo)致在使用名字的時(shí)候，出現(xiàn)不能理解的錯(cuò)誤，特別是對(duì)于有C、C++ 和 Java經(jīng)驗(yàn)的用戶。

在Python中，名字綁定操作無(wú)論發(fā)生在當(dāng)前塊的 任何 位置，在這個(gè)代碼塊中對(duì)這個(gè)名字的引用都會(huì)使用在當(dāng)前塊中綁定的對(duì)象。那么，問(wèn)題就來(lái)了，如果我們?cè)诿纸壎ú僮靼l(fā)生之前對(duì)這個(gè)名字進(jìn)行了引用，那么就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，拋出 UnboundLocalError 異常。

>>> a = 10
>>> def function():
print(a)
a = 20# a的綁定操作發(fā)生在print之前
>>> function()
Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#5>", line 1, in <module>
 function()
 File "<pyshell#4>", line 2, in function
 print(a)
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

在Python中，代碼塊中的局部變量可以通過(guò)掃描整個(gè)代碼塊來(lái)獲得綁定的名字，所以在上面的代碼中，a這個(gè)名字在執(zhí)行print的時(shí)候通過(guò)對(duì)代碼塊的掃描已經(jīng)被找到，但是名字a的綁定操作卻還沒(méi)有發(fā)生，所以出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

在上面的代碼中，如果我們需要外面定義的全局變量a，則可以使用global 語(yǔ)句進(jìn)行聲明。

>>> a = 10
>>> def function():
global a
print(a)
a = 20#這里并不引入新的名字，而是將全局變量a綁定到20上
>>> function()
10
>>> a
20

global 語(yǔ)句的作用是，使得后面對(duì)通過(guò)這條語(yǔ)句聲明的對(duì)象的引用，使用的是頂層名字空間中的名字。在頂層名字空間中，包含了全局名字空間和內(nèi)建名字空間，全局名字空間會(huì)首先被搜索，如果沒(méi)有找到，會(huì)對(duì)內(nèi)建名字空間進(jìn)行搜索。global 語(yǔ)句必須出現(xiàn)在名字使用之前。

如果在外圍作用域中的自由變量包含了一個(gè)global聲明，則這個(gè)自由變量被認(rèn)為是全局的。

內(nèi)建名字空間

在查找內(nèi)建名字空間的時(shí)候，會(huì)訪問(wèn)當(dāng)前代碼塊的全局名字空間中的 __builtins__名字，這個(gè)名字引用的是一個(gè)名字字典或者是一個(gè)模塊。在 __main__ 模塊中， __builtins__ 的引用是內(nèi)建模塊 builtins，然而，如果是在其他模塊中， __builtins__ 引用的是 builtins 模塊的名字字典。

注意：

CPython的實(shí)現(xiàn)中，不能手動(dòng)修改 __builtins__ 這個(gè)變量，如果需要覆蓋這個(gè)內(nèi)建名字空間中的名字，需要導(dǎo)入 builtins 模塊，然后修改這個(gè)模塊中相應(yīng)的屬性。

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