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Python在遇到局部变量的声明之前如何知道存在局部变量?

scoping python

Ashish Chourasia · 技术社区 · 2 年前

def f(): 
    print("Before", locals())   # line 2
    print(x);                   # line 3
    x = 2                       # line 4
    print("After", locals())    # line 5

x = 1
f()

我知道Python中作用域的LEGB规则。

对于上述代码,当我 ,一切正常执行:对于第3行,python没有找到变量 x 在局部范围内,因此在全局范围内搜索它,在全局范围内找到它并打印1。

但是,当我按原样执行整个代码而不加注释时,它会引发 UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment .

我知道我可以使用非局部和全局,但我的问题是:

python在遇到局部变量声明之前如何知道存在局部变量声明?
即使它知道局部作用域中有一个名为x的变量(尽管尚未初始化),为什么它不在locals()中显示它呢?

我试图在类似的问题建议中找到答案,但失败了。如果我的理解有误,请纠正。

2 回复 | 直到 2 年前

chepner 2 年前

在某种程度上,答案是特定于实现的,因为Python只指定预期的行为,而不是如何实现它。

也就是说,让我们看看为生成的字节码 f 通过通常的实现,CPython:

>>> import dis
>>> dis.dis(f)
  2           0 LOAD_GLOBAL              0 (print)
              2 LOAD_CONST               1 ('Before')
              4 LOAD_GLOBAL              1 (locals)
              6 CALL_FUNCTION            0
              8 CALL_FUNCTION            2
             10 POP_TOP

  3          12 LOAD_GLOBAL              0 (print)
             14 LOAD_FAST                0 (x)
             16 CALL_FUNCTION            1
             18 POP_TOP

  4          20 LOAD_CONST               2 (2)
             22 STORE_FAST               0 (x)

  5          24 LOAD_GLOBAL              0 (print)
             26 LOAD_CONST               3 ('After')
             28 LOAD_GLOBAL              1 (locals)
             30 CALL_FUNCTION            0
             32 CALL_FUNCTION            2
             34 POP_TOP
             36 LOAD_CONST               0 (None)
             38 RETURN_VALUE

LOAD_* 用于检索各种值的操作码。 LOAD_GLOBAL 用于全局范围内的名称; LOAD_CONST 用于未分配给任何名称的局部值。 LOAD_FAST 用于局部变量。局部变量甚至不按名称存在,而是按数组中的索引存在。这就是为什么他们“快”;它们在数组中而不是在哈希表中可用。( LOAD_全局 也使用整数参数,但这只是名称数组的索引;名称本身仍然需要在提供全局范围的任何映射中查找。)

您甚至可以看到与 f :

>>> f.__code__.co_consts
(None, 'Before', 2, 'After')
>>> f.__code__.co_varnames
('x',)

LOAD_CONST 1 放 Before 在堆栈上,因为 f.__code__.co_consts[1] == 'Before' 和 LOAD_FAST 0 将 x 在堆栈上,因为 f.__code__.co_varnames[0] == 'x' .

这里的关键是生成字节码之前 f 被执行过。Python不仅仅是在第一次看到每一行时就执行它。执行 def

阅读源代码
解析为抽象语法树(AST)
使用 全部的 AST生成存储在 __code__ 函数对象的属性。

代码生成的一部分是注意名称 x 由于函数体中某处的赋值(即使该函数在逻辑上不可访问),是一个本地名称,因此必须使用 快速加载 .

当时 locals 被称为(实际上是之前是第一次使用),否分配到 x STORE_FAST 0 )已经制作好了,所以是

Aniket Jain 2 年前

因为你在 f() 函数调用,

让我们试试这个:

def f(y):
    print("Before", locals())   # line 2
    print(y);                   # line 3
    y = 2                       # line 4
    print("After", locals())    # line 5

f(x)
x = 1