关于Python环境中的局部框架和全局框架的查询

Question

从下面的程序来看，我明白了在下面的环境图中，局部框架（方形的蓝色框）属于call()方法的局部激活记录，这个方法是一个'function'类的对象。当我们定义函数square(x)时，这个'function'类的对象是在内部创建的。

我的问题是：

如果我上面的理解是正确的，那么全局框架属于哪个类的对象的方法呢？

因为我觉得，控制权是从某个对象（特定类类型）的某个方法传递到square.call(3)方法的。

Answer 1

当你定义一个函数时，它会被赋予一个只读属性，叫做 func_globals（在2.6版本后也叫 __globals__，而在3.0版本后只用这个名字）。这个属性对应的是当前模块的命名空间，就像是对 module.__dict__ 的一个视图。你可以试试，比如：

>>> square.func_globals
# get a big dictionary-like object here

每当这个函数访问一个全局变量时，都会查询这个对象。当你在其他模块中导入这个函数时，它仍然会保留对原始作用域的引用，并从那里获取全局变量。换句话说，以下代码：

def square(x):
    return mul(x, x)

大致上和下面的代码是一样的：

def square(x):
    return globals()['mul'](x, x)

或者

def square(x):
    return square.func_globals['mul'](x, x)

所以，总结一句话：函数的全局变量属于它被定义的模块，并通过函数对象的属性来访问。

更新

下面是更详细的解释（适用于CPython）。理解Python最重要的一点是，与C等语言不同，它没有“声明”和“执行”之间的明确分隔。当你加载一个模块时，它的代码会被直接执行。当解释器遇到一个函数定义时，它会创建一个函数对象并将其赋值给变量。模块中定义或导入的任何内容都会作为全局变量对这个函数可用。让我们看看这个函数对象：

>>> import dis
>>> dis.dis(square.func_code)  # disassemble the function's bytecode
2           0 LOAD_GLOBAL              0 (mul)
            3 LOAD_FAST                0 (x)
            6 LOAD_FAST                0 (x)
            9 CALL_FUNCTION            2
           12 RETURN_VALUE        
>>> square.func_code.co_names
('mul',)

你可以看到在开头有代码 LOAD_GLOBAL 0。这意味着：

1. 在 co_names 中找到索引为 0 的名字，也就是 'mul'
2. 在 func_globals 中找到名字 'mul' 并将其加载到栈中
3. 执行其余的逻辑