Python：名称解析；函数定义的顺序

Question

我有一个非常简单的例子：

#!/usr/bin/env python

#a()  # 1: NameError: name 'a' is not defined
#b()  # 1: NameError: name 'b' is not defined
#c()  # 1: NameError: name 'c' is not defined

def a():
    c()   # note the forward use here...

#a()  #2: NameError: global name 'c' is not defined 
#b()  #2: NameError: name 'b' is not defined
#c()  #2: NameError: name 'c' is not defined

def b():
    a()

#a()   #3: NameError: global name 'c' is not defined    
#b()   #3: NameError: global name 'c' is not defined
#c()   #3: NameError: name 'c' is not defined

def c():
    pass

a()    # these all work OK...   
b()
c()

我在一个Python文件中定义了三个函数，分别叫做 a()、b() 和 c()，它们的顺序是按字母排列的。每个函数的内容都是调用其他函数。通过我的注释，你可以看到我必须把第一个函数的调用放在它们的定义下面（在文本文件中），但你不一定需要把一个函数的定义放在调用它的另一个函数的上面。

确实，通常的做法是把第一个可执行的代码放在所有函数定义的下面（在Python和许多其他语言中），现在我明白为什么了。在C和C++中，头文件会处理这个问题。在Pascal中，你必须在使用之前定义名称。

假设你在Python中有这样的代码：

def a(a_arg):          c(a_arg)
def b(b_arg):          a()
def c(a_arg,b_arg):    b(b_arg)
a(1)

它会在运行时正确地报错，提示 TypeError: c() takes exactly 2 arguments (1 given)，而其他错误是在编译时就会出现。（在C中，这段代码会编译通过，但会神秘地失败...）

在Perl中，由于子程序名称通常是在运行时解析的，你可以随意排列Perl的定义和代码：

#!/usr/bin/env perl

a();
b();
c();

sub a{ c(); }
sub b{ a(); }
sub c{ return; }

在C中，使用一个没有原型的函数会导致错误或警告（这取决于具体的实现），这点不应该被忽视。

你可以这样写：

void a(void) { c(); }   /* implicitly assumed to be int c(...) unless prototyped */
void b(void) { a(); }
void c(void) { return; }

int main(void) {
    a();
    return EXIT_SUCCESS;
}

我的假设和困惑是：如果Python在运行时才解析子程序名称，为什么在源代码编译阶段会因为前向声明的子程序名称尚未定义而失败？有没有地方（除了观察其他代码）说明你不能在源文件中把代码放在子程序定义的上面？

看起来Python有动态名称解析的元素（在源文件中，a()中使用了c()，而c()的定义在下面）和静态名称解析的元素（如果把a()的调用放在它的定义上面，Python会失败）。

有没有Python版本的这份文档，讲述Perl可执行文件的生命周期以及如何在源文件解释和运行时解析名称？

有没有明确的描述，说明Python脚本中定义的顺序，指出函数可以有其他子程序名称的前向定义，但主代码不能？

编辑和结论

经过一些热烈的评论和我自己的研究，我得出的结论是，我的问题其实更多是关于名称是如何解析的，以及Python中命名空间、作用域和模块是如何定义的。

来自carot-top的说法：

"一个可调用的对象必须在当前命名空间中被调用之前定义。" 还有这个链接关于作用域和名称的内容。

来自S.Lott的说法：

"当在代码块中使用一个名称时，它会在最近的封闭作用域中被解析。" 还有这个链接讲述Python脚本的执行生命周期。

来自Python文档的内容：

"一个作用域定义了名称在一个块内的可见性。" 来自Python执行模型

"一个模块可以包含可执行语句以及函数定义。" 在关于模块的更多内容中。

"实际上，函数定义也是被‘执行’的‘语句’；模块级函数的执行会将函数名称输入到模块的全局符号表中。" 在相关的脚注中。

还有我自己的领悟（哎呀！）是：

每个Python源文件都被Python视为一个“模块”： “模块是一个包含Python定义和语句的文件。”
与我更熟悉的Perl不同，Python在读取模块时就会执行它们。因此，如果在同一个模块中引用一个尚未定义的函数，就会导致失败。

错误处理作用域模块命名空间函数定义动态解析名称解析静态解析

Python：名称解析；函数定义的顺序

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