python exec（）中的全局变量和局部变量

Question

我正在尝试使用exec运行一段python代码。

my_code = """
class A(object):
  pass

print 'locals: %s' % locals()
print 'A: %s' % A

class B(object):
  a_ref = A
"""

global_env = {}
local_env = {}
my_code_AST = compile(my_code, "My Code", "exec")
exec(my_code_AST, global_env, local_env)

print local_env

这导致以下输出

locals: {'A': <class 'A'>}
A: <class 'A'>
Traceback (most recent call last):
  File "python_test.py", line 16, in <module>
    exec(my_code_AST, global_env, local_env)
  File "My Code", line 8, in <module>
  File "My Code", line 9, in B
NameError: name 'A' is not defined

但是，如果我将代码更改为此-

my_code = """
class A(object):
  pass

print 'locals: %s' % locals()
print 'A: %s' % A

class B(A):
  pass
"""

global_env = {}
local_env = {}
my_code_AST = compile(my_code, "My Code", "exec")
exec(my_code_AST, global_env, local_env)

print local_env

然后工作正常-提供以下输出-

locals: {'A': <class 'A'>}
A: <class 'A'>
{'A': <class 'A'>, 'B': <class 'B'>}

显然，A存在并且可以访问-在第一段代码中出了什么问题？我正在使用2.6.5，欢呼声，

科林

更新1

如果我检查类中的locals（）-

my_code = """
class A(object):
  pass

print 'locals: %s' % locals()
print 'A: %s' % A

class B(object):
  print locals()
  a_ref = A
"""

global_env = {}
local_env = {}
my_code_AST = compile(my_code, "My Code", "exec")
exec(my_code_AST, global_env, local_env)

print local_env

然后很明显，locals（）在两个地方都不相同-

locals: {'A': <class 'A'>}
A: <class 'A'>
{'__module__': '__builtin__'}
Traceback (most recent call last):
  File "python_test.py", line 16, in <module>
    exec(my_code_AST, global_env, local_env)
  File "My Code", line 8, in <module>
  File "My Code", line 10, in B
NameError: name 'A' is not defined

但是，如果我这样做，就没有问题-

def f():
  class A(object):
    pass

  class B(object):
    a_ref = A

f()

print 'Finished OK'

更新2

好的，所以这里的文档-http:
//docs.python.org/reference/executionmodel.html

“类定义是可以使用和定义名称的可执行语句。 这些参考遵循名称解析的常规规则。类定义的名称空间成为该类的属性字典。在类范围内定义的名称在方法中不可见。

在我看来，“
A”应作为可执行语句（作为B的定义）中的自由变量提供，并且这种情况在我们调用上面的f（）时发生，但在使用exec（）时不发生。使用以下代码可以更容易地显示出来：

my_code = """
class A(object):
  pass

print 'locals in body: %s' % locals()
print 'A: %s' % A

def f():
  print 'A in f: %s' % A

f()

class B(object):
  a_ref = A
"""

哪个输出

locals in body: {'A': <class 'A'>}
A: <class 'A'>
Traceback (most recent call last):
  File "python_test.py", line 20, in <module>
    exec(my_code_AST, global_env, local_env)
  File "My Code", line 11, in <module>
  File "My Code", line 9, in f
NameError: global name 'A' is not defined

因此，我想一个新的问题是-为什么这些局部变量不会在函数和类定义中作为自由变量公开-似乎是一个非常标准的关闭方案。

Answer 1

好吧，我认为这可能是实现错误，也可能是未经证明的设计决策。问题的症结在于模块范围内的名称绑定操作应绑定到全局变量。实现的方式是，在模块级别，globals（）是locals（）（在解释器中尝试该值），因此，当您进行任何名称绑定时，它会像往常一样将其分配给locals（
）字典，它也是全局变量，因此创建了全局变量。

查找变量时，首先检查当前的本地变量，如果未找到名称，则递归检查包含范围的本地变量变量名称，直到找到变量或到达模块作用域为止。如果达到此目的，则检查全局变量，该全局变量应该是模块作用域的本地变量。

>>> exec(compile("import sys\nprint sys._getframe().f_code.co_name", "blah", "exec"), {}, {})
<module>
>>> exec("a = 1\nclass A(object):\n\tprint a\n", {}, {})
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 2, in <module>
  File "<string>", line 3, in A
NameError: name 'a' is not defined
>>> d = {}
>>> exec("a = 1\nclass A(object):\n\tprint a\n", d,d)
1

此行为是继承起作用的原因（名称查找使用了代码对象的作用域locals（），其中确实包含A）。

最后，这是CPython实现中的一个丑陋的骇客，专门用于对全局变量进行查找。它还会导致一些荒谬的人为情况-例如：

>>> def f():
...     global a
...     a = 1
...
>>> f()
>>> 'a' in locals()
True

请注意，这是我在阅读python语言参考的第4.1节（命名和绑定）时基于与解释器混淆的所有推断。尽管这不是确定的（我还没有打开CPython的源代码），但我相当确定我对行为是正确的。