Schrödinger的变量：如果您要检查__class__单元格的存在，它会神奇地出现吗？

Question

这里有个惊喜：

>>> class B:
...     print(locals())
...     def foo(self):
...         print(locals())
...         print(__class__ in locals().values())
...         
{'__module__': '__main__', '__qualname__': 'B'}
>>> B().foo()
{'__class__': <class '__main__.B'>, 'self': <__main__.B object at 0x7fffe916b4a8>}
True

似乎仅提及__class__是由解析器显式检查的？否则我们应该得到类似

NameError: name '__class__' is not defined

确实，如果您修改为仅检查密钥（即检查）'__class__' in locals()，那么我们的self作用域仅在预期范围之内。

如何将这个变量神奇地注入到作用域中？我的猜测是这与super-有关，但我没有使用super，那么如果不需要编译器，为什么在这里创建隐式闭包引用呢？

Answer 1

这是Python 3的no-
argument实现中的一个奇怪的交互super。对super方法的访问会触发添加隐藏的__class__闭合变量，该变量引用定义该方法的类。解析器super还通过添加__class__方法的符号表来特殊处理方法中名称的负载，然后其余所有相关代码都__class__代替super。但是，如果您尝试访问__class__自己，则所有寻找的代码都会__class__看到它，并认为它应该进行super处理！

__class__如果看到，它将在此处将名称添加到符号表中super：

case Name_kind:
    if (!symtable_add_def(st, e->v.Name.id,
                          e->v.Name.ctx == Load ? USE : DEF_LOCAL))
        VISIT_QUIT(st, 0);
    /* Special-case super: it counts as a use of __class__ */
    if (e->v.Name.ctx == Load &&
        st->st_cur->ste_type == FunctionBlock &&
        !PyUnicode_CompareWithASCIIString(e->v.Name.id, "super")) {
        if (!GET_IDENTIFIER(__class__) ||
            !symtable_add_def(st, __class__, USE))
            VISIT_QUIT(st, 0);
    }
    break;

这是drop_class_free，它设置了ste_needs_class_closure：

static int
drop_class_free(PySTEntryObject *ste, PyObject *free)
{
    int res;
    if (!GET_IDENTIFIER(__class__))
        return 0;
    res = PySet_Discard(free, __class__);
    if (res < 0)
        return 0;
    if (res)
        ste->ste_needs_class_closure = 1;
    return 1;
}

检查并创建隐式单元格的编译器部分ste_needs_class_closure：

if (u->u_ste->ste_needs_class_closure) {
    /* Cook up an implicit __class__ cell. */
    _Py_IDENTIFIER(__class__);
    PyObject *tuple, *name, *zero;
    int res;
    assert(u->u_scope_type == COMPILER_SCOPE_CLASS);
    assert(PyDict_Size(u->u_cellvars) == 0);
    name = _PyUnicode_FromId(&PyId___class__);
    if (!name) {
        compiler_unit_free(u);
        return 0;
    }
    ...

还有更多相关的代码，但是要包含所有这些代码实在太多了。如果想看到更多Python/compile.c，Python/symtable.c可以在哪里查看。

如果尝试使用名为的变量，则会出现一些奇怪的错误__class__：

class Foo:
    def f(self):
        __class__ = 3
        super()

Foo().f()

输出：

Traceback (most recent call last):
  File "./prog.py", line 6, in <module>
  File "./prog.py", line 4, in f
RuntimeError: super(): __class__ cell not found

对__class__means的分配__class__是局部变量而不是闭包变量，因此闭包单元的super()需求不存在。

def f():
    __class__ = 2
    class Foo:
        def f(self):
            print(__class__)

    Foo().f()

f()

输出：

<class '__main__.f.<locals>.Foo'>

即使__class__封闭范围中存在实际变量，的特殊情况也__class__意味着您可以获取类，而不是封闭范围的变量值。