Python 类范围规则

Question

编辑: 看起来这是一个非常古老的“错误”，或者实际上是一个功能。参见，例如，this mail

我正在尝试了解 Python 范围规则。更准确地说，我以为我理解它们，但后来我发现了这段代码 here :

x = "xtop"
y = "ytop"
def func():
    x = "xlocal"
    y = "ylocal"
    class C:
        print(x)
        print(y)
        y = 1
func()

在 Python 3.4 中，输出为:

xlocal
ytop

如果我用函数替换内部类，那么它会合理地给出 UnboundLocalError。你能解释一下为什么它对类有这种奇怪的行为吗？选择这种范围规则的原因是什么？

Answer 1

TL;DR:此行为自 Python 2.1 起就存在 PEP 227: Nested Scopes ，并且在当时就为人所知。如果在类主体中分配了名称(如 y)，则假定它是局部/全局变量；如果它没有分配给 (x)，那么它也可能指向一个闭包单元。词法变量不会在类主体中显示为局部/全局名称。

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在 Python 3.4 上，dis.dis(func) 显示如下:

>>> dis.dis(func)
  4           0 LOAD_CONST               1 ('xlocal')
              3 STORE_DEREF              0 (x)

  5           6 LOAD_CONST               2 ('ylocal')
              9 STORE_FAST               0 (y)

  6          12 LOAD_BUILD_CLASS
             13 LOAD_CLOSURE             0 (x)
             16 BUILD_TUPLE              1
             19 LOAD_CONST               3 (<code object C at 0x7f083c9bbf60, file "test.py", line 6>)
             22 LOAD_CONST               4 ('C')
             25 MAKE_CLOSURE             0
             28 LOAD_CONST               4 ('C')
             31 CALL_FUNCTION            2 (2 positional, 0 keyword pair)
             34 STORE_FAST               1 (C)
             37 LOAD_CONST               0 (None)
             40 RETURN_VALUE

LOAD_BUILD_CLASS 将 builtins.__build_class__ 加载到堆栈上；这是用参数 __build_class__(func, name) 调用的；其中 func 是类主体，name 是 'C'。类体是函数func的常量#3:

>>> dis.dis(func.__code__.co_consts[3])
  6           0 LOAD_NAME                0 (__name__)
              3 STORE_NAME               1 (__module__)
              6 LOAD_CONST               0 ('func.<locals>.C')
              9 STORE_NAME               2 (__qualname__)

  7          12 LOAD_NAME                3 (print)
             15 LOAD_CLASSDEREF          0 (x)
             18 CALL_FUNCTION            1 (1 positional, 0 keyword pair)
             21 POP_TOP

  8          22 LOAD_NAME                3 (print)
             25 LOAD_NAME                4 (y)
             28 CALL_FUNCTION            1 (1 positional, 0 keyword pair)
             31 POP_TOP

  9          32 LOAD_CONST               1 (1)
             35 STORE_NAME               4 (y)
             38 LOAD_CONST               2 (None)
             41 RETURN_VALUE

在类主体中，x 使用 LOAD_CLASSDEREF (15) 访问，而 y 使用 LOAD_NAME 加载(25)。 LOAD_CLASSDEREF 是一个 Python 3.4+ 操作码，用于从闭包单元中加载值，特别是在类主体中(在以前的版本中，使用了通用的 LOAD_DEREF)； LOAD_NAME 用于从 locals 然后从 globals 加载值。然而，闭包单元既不显示为局部变量，也不显示为全局变量。

现在，因为名称 y 存储在类主体 (35) 中，所以它一直被用作不是闭包单元，而是本地/全局名称。闭包单元不会显示为类主体的局部变量。

这种行为是真实的ever since implementing PEP 227 - nested scopes .当时 BDFL 表示这不应该被修复 - 因此这 13 年多以来一直如此。

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自 PEP 227 以来唯一的变化是在 Python 3 中添加了 nonlocal；如果在类体中使用它，类体可以设置包含范围内的单元格的值:

x = "xtop"
y = "ytop"
def func():
    x = "xlocal"
    y = "ylocal"
    class C:
        nonlocal y  # y here now refers to the outer variable
        print(x)
        print(y)
        y = 1

    print(y)
    print(C.y)

func()

现在的输出是

xlocal
ylocal
1
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 15, in <module>
    func()
  File "test.py", line 13, in func
    print(C.y)
AttributeError: type object 'C' has no attribute 'y'

即print(y)读取包含范围的单元格y的值，y = 1设置值在那个牢房里；在这种情况下，没有为类 C 创建属性。