Question

在下面的代码中，我定义了两个函数。 main和cube。我希望main成为我的计划的开始，所以我在cube内打了main：

>>> def main():
    number = int(input('Enter a number: '))
    cubed_number =  cube(number)
    print("The number cubed is: ", cubed_number)


>>> def cube(number):
    return number * number * number

>>>

但是我在cube之后定义了main，所以我认为我的代码会引发NameError。但是，Python没有引发异常，而是完美地执行了我的代码：

>>> main()
Enter a number: 5
The number cubed is:  125
>>>

发生什么事了？为什么Python能够在不知道cube如何定义的情况下运行我的代码？为什么NameError被募集？

更奇怪的是，当我尝试用类做同样的事情时，Python确实引发了NameError：

>>> class Main:
        cubed_number()


Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#27>", line 1, in <module>
    class Main:
  File "<pyshell#27>", line 2, in Main
    cubed_number()
NameError: name 'cubed_number' is not defined
>>>

这里发生了什么？

注意：这不是Why can I call a function before defining it, with only a warning?的重复，因为那里的答案并不能解释为什么或如何在Python中使用此行为。我创建了这个Q＆amp; A，因为目前这类问题的答案分散在各种问题中。我也觉得展示幕后发生的事情是有益的。随意编辑和改进Q＆amp; A。

Answer 1

要理解发生了什么，必须理解Python在定义函数和执行函数之间的区别。

定义与执行

当Python遇到函数定义时，将函数编译成代码对象。

代码对象是Python用于保存与特定可执行代码块关联的字节码的内部结构。它还包含Python执行字节码所需的其他信息，例如常量和局部变量名。 documentation gives a much more more extensive overview of what code objects are。

然后使用代码对象构造函数对象。然后，函数对象的代码对象用于在稍后调用该函数时执行该函数。 Python不会执行该函数，它只会将函数编译成一个可以在以后执行的对象。 Python执行函数的唯一时间是函数被调用 。

以下是the documentation which mentions this的相关部分：

函数定义是可执行语句。它的执行将当前本地命名空间中的函数名称绑定到一个函数对象（该函数的可执行代码的包装器）。此函数对象包含对当前全局命名空间的引用，作为调用函数时使用的全局命名空间。

函数定义不执行函数体;只有在调用函数时才会执行此操作。

由于这种区别，Python无法验证名称是否实际定义为，直到调用该函数。因此，您可以在函数体中使用当前不存在的名称。只要在调用函数时定义了名称，Python就不会引发错误。

这是一个例子。我们定义了一个函数func，它将两个变量加在一起; a和b：

>>> def func():
...     return a + b

正如您所看到的，Python没有引发任何错误。这是因为它只编译了func。它没有尝试执行该功能，因此没有看到a和b未定义。

我们可以反汇编func的代码对象，并使用dis模块查看字节码的外观。这将告诉我们更多关于Python正在做什么的事情：

>>> from dis import dis
>>> dis(func)
  2           0 LOAD_GLOBAL              0 (a)
              2 LOAD_GLOBAL              1 (b)
              4 BINARY_ADD
              6 RETURN_VALUE

Python在字节码中编码了两条LOAD_GLOBAL指令。指令的参数分别是变量名a和b。

这表明Python确实看到我们在编译函数时尝试引用两个变量，并创建了字节码指令。 但在调用函数 之前，它不会尝试实际执行指令。

让我们看看当我们尝试通过调用它来执行func的字节码时会发生什么：

>>> func()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#15>", line 1, in <module>
    func()
  File "<pyshell#14>", line 2, in func
    return a + b
NameError: name 'a' is not defined

正如您所看到的，Python引发了NameError。这是因为它试图执行两条LOAD_GLOBAL指令，但发现全局范围内未定义的名称。

现在让我们看看如果我们在调用a之前定义了两个变量b和func会发生什么：

>>> a = 1
>>> b = 2
>>> 
>>> func()
3

上述原因之所以如此，是因为当Python执行func的字节码时，它能够找到全局变量a和b，以及用这些来执行函数。

这个例子同样适用于问题。编译main时，Python＆＃34;看到＆＃34;我们试图调用名为cube的变量并生成一条指令来获取cube的值。但是在执行指令之前，它没有尝试查找名为cube的可调用对象。在执行main字节代码时（例如调用main），定义了一个名为cube的函数，因此Python没有引发错误。

如果我们在定义多维数据集之前尝试调用main ，那么我们在上面的示例中出于同样的原因会出现名称错误：

>>> def main(): ... number = int(input('Enter a number: ')) ... cubed_number = cube(number) ... print("The number cubed is: ", cubed_number) ... >>> main() Enter a number: 23 Traceback (most recent call last): File "<pyshell#23>", line 1, in <module> main() File "<pyshell#22>", line 3, in main cubed_number = cube(number) NameError: name 'cube' is not defined

班级怎么样？

Python处理类定义与函数定义略有不同。

当Python遇到类定义时，它会像使用函数一样为类创建一个代码对象。但是，Python还允许类具有在类定义期间执行的名称空间。 Python不等待执行classes命名空间，因为定义的任何变量都应属于该类。因此，必须在类定义时间内定义类名称空间内使用的任何名称。

documentation for class definitions touches on this：

然后使用新创建的本地命名空间和原始全局命名空间，在新的执行框架中执行类的套件（请参阅命名和绑定）。（通常，套件主要包含函数定义。）当类的套件完成执行时，它的执行帧被丢弃，但它的本地名称空间被保存。

但是，这不适用于方法。 Python像处理函数一样处理方法中的未定义名称，并允许您在定义方法时使用它们：

>>> class Class: ... def method(self): ... return var ... >>> var = 10 >>> cls = Class() >>> cls.method() 10

为什么我可以在Python中定义函数之前使用变量？

1 个答案:

定义与执行

班级怎么样？