4.1 名前づけと束縛 (naming and binding)

名前 (name) とは、オブジェクトを参照するものを指します。名前への束縛 (name binding) 操作を行うと、名前を導入できます。プログラムテキスト中に名前が出現するたびに、その名前が使われている最も内側の関数ブロック中で作成された 束縛 (binding) を使って名前の参照が行われます。

ブロック (block) は、Python のプログラムテキストからなる断片で、一つの実行単位となるものです。モジュール、関数本体、そしてクラス定義はブロックです。また、対話的に入力された個々のコマンドもブロックです。スクリプトファイル (インタプリタに標準入力として与えたり、コマンドラインの第一引数として指定したファイル) は、コードブロックです。スクリプトコマンド (インタプリタのコマンドライン上で `-c' オプションを使って指定したコマンド) もコードブロックです。組み込み関数 eval() や exec 文に渡した文字列もコードブロックになります。組み込み関数 input() から読み取られ、評価される式もまた、コードブロックです。

コードブロックは、実行フレーム (execution frame) 上で実行されます。実行フレームには、 (デバッグに使われる) 管理情報が収められています。また、現在のコードブロックの実行が完了した際に、どのようにプログラムの実行を継続するかを決定しています。

スコープ (scope) は、ある名前があるブロック内で参照できるかどうかを決めます。ローカル変数があるブロック内で定義されている場合、変数のスコープはそのブロックを含みます。関数ブロック内で名前の定義を行った場合、その名前に対して別の束縛を行っているブロックを除いた、関数内の全てのブロックを含むようにスコープが拡張されます。クラス内で定義された名前のスコープは、クラスのブロック内に制限されます; スコープがメソッドのコードブロックを含むよう拡張されることはありません。

ある名前がコードブロック内で使われると、その名前を最も近傍から囲うようなスコープ (最内スコープ: nearest enclosing scope) を使って束縛の解決を行います。こうしたスコープからなる、あるコードブロック内で参照できるスコープ全ての集合は、ブロックの 環境 (environment) と呼ばれます。

ある名前がブロック内で束縛されている場合、名前はそのブロックにおけるローカル変数 (local variable) です。ある名前がモジュールレベルで束縛されている場合、名前はグローバル変数 (global variable) です。 (モジュールコードブロックの変数は、ローカル変数でもあるし、グローバル変数でもあります。) ある変数がコードブロック内で使われているが、そのブロックでは定義されていない場合、変数は 自由変数 (free variable)です。

ある名前の定義がどこにもない場合、 NameError例外が送出されます。名前がまだ束縛されていないローカルな変数を参照した場合、UnboundLocalError 例外が送出されます。UnboundLocalError は、 NameError のサブクラスです。

名前への束縛は、以下の文構成 (construct): 関数の仮引数 (formal parameter) 指定、import 文、クラスや関数の定義 (定義を行ったブロック中で、クラスや関数名の束縛が行われます)、代入時に、代入対象が識別子である場合、for ループのヘッダ、または第二形式の except 文ヘッダ、で行われます。 ``"from...import *"'' 形式の import 文は、 import しようとするモジュール内で定義されている名前について、アンダースコアから始まっている名前以外の全てを束縛します。この形式は、モジュールレベルでしか使うことができません。

del 文で指定された対象は、(del の意味付けは、実際は名前の解放 (unbind) ですが) 文の目的上、束縛済みのものとみなされます。外側のスコープで参照されている名前の解放は、不正な操作になります; コンパイラは SyntaxError を報告するでしょう。

代入文や import 文はいずれも、クラスや関数定義、モジュールレベル (トップレベルのコードブロック) 内で起こります。

ある名前束縛操作がコードブロック内のどこかにある場合、ブロック内でその名前を使うと、全て現在のブロックで束縛されている名前を指すものとみなされます。このため、ある名前が束縛される前にブロック内で使われるとエラーを引き起こす可能性があります。

この規則はやや微妙です。Python には宣言文がなく、コードブロックのどこで名前束縛操作を行ってもかまいません。あるコードブロックにおけるローカル変数は、ブロック全体から名前束縛操作が行われている部分を走査して決定します。

global 文で指定された名前がブロック内にある場合、その名前は常にトップレベルの名前空間で束縛された名前を参照します。それらの名前はグローバル名前空間、すなわちコードブロックが収められているモジュールの名前空間とモジュール名 __builtin__ で表される組み込み名前空間、を検索することによって、トップレベルの名前空間で解決されます。グローバル名前空間は、常に最初に検索されます。名前がグローバル名前空間中に見つからない場合、組み込み名前空間が検索されます。global 文は、その名前が使われている全ての文に先立って記述されていなければなりません。

あるコードブロックの実行時に関連付けられる組み込み名前空間は、実際にはコードブロックのグローバル名前空間内に入っている名前 __builtins__ を参照する形になっています; __builtins__ は辞書かモジュール (後者の場合にはモジュールの辞書が使われます) でなければなりません。デフォルトで __main__ モジュール中においては、 __builtins__ は組み込みモジュール __builtin__ です (注意: 's' なし)；それ以外のモジュールでは、__builtins__ は __builtin__ モジュールそれ自身の辞書のエイリアスです。__builtins__ はユーザが作成した辞書を設定して、弱い形態の制限実行を作成することが可能です。

注意: ユーザは __builtins__ に触れるべきではありません；これはくれぐれも実装の詳細であるのです。組み込みの名前空間の中の値をオーバーライドしたいユーザは、__builtin__ ('s'はありません) モジュールを import して、その属性を好きに変更するべきです。

あるモジュールの名前空間は、そのモジュールが最初に import された時に自動的に作成されます。スクリプトの主モジュール (main module)は常に __main__ と呼ばれます。

グローバル文は、同じブロックの束縛操作と同じスコープを持ちます。ある自由変数の最内スコープに global 文がある場合、その自由変数はグローバル変数とみなされます。

クラス定義は一つの実行文で、名前の使用や定義を行います。クラス定義への参照は、通常の名前解決規則に従います。クラス定義の名前空間は、そのクラスの属性辞書になります。クラスのスコープで定義された名前は、メソッドからは見えません。