为啥我会在 Python 类定义中的生成器中得到这个 NameError？

Posted 2023-02-16

【中文标题】为啥我会在 Python 类定义中的生成器中得到这个 NameError？

【英文标题】：Why do I get this NameError in a generator within a Python class definition?为什么我会在 Python 类定义中的生成器中得到这个 NameError？

【发布时间】：2016-01-29 19:50:49

【问题描述】：

在 Python 3.5.0 中，此代码：

a = (1,2)
class Foo(object):
    b = (3,4)
    c = tuple((i,j) for j in b for i in a)
    d = tuple((i,j) for i in a for j in b)

产生：

Traceback (most recent call last):
  File "genexprtest.py", line 2, in <module>
    class Foo(object):
  File "genexprtest.py", line 5, in Foo
    d = tuple((i,j) for i in a for j in b)
  File "genexprtest.py", line 5, in <genexpr>
    d = tuple((i,j) for i in a for j in b)
NameError: name 'b' is not defined

为什么会出现此错误？为什么我在上一行没有得到这个错误？

【问题讨论】：

因为生成器表达式和类定义都是它们自己的作用域

但是如果它们都在自己的范围内，为什么在上一行 (c=...) 中对 b 的访问会成功？

在第一个示例中，b 在最外层的 for 表达式中进行了迭代，该表达式立即被求值 - 参见例如python.org/dev/peps/pep-0289/#early-binding-versus-late-binding 的基本原理。同样，如果您将文档中的示例更改为 b = list(i for i in range(a))，它可以正常工作，d = tuple((i,j) for i, j in itertools.product(b, a)) 也可以使用任何一种方式。

因此立即评估不会发生在生成器表达式范围内，而是发生在生成器表达式定义周围的范围内。这是故意的并在 Python 文档中的某处指定？

"...the leftmost for clause is immediately evaluated... Subsequent for clauses cannot be evaluated immediately since they may depend on the previous for loop"

【参考方案1】：

我花了很长时间进行实验，并且对您为什么会收到此错误有一个理论。我不确定，但这确实解释了为什么它适用于c 而不适用于d。希望对你有帮助，如果你不同意，请发表评论:)

def Tuple(this):
    print(a) # this always works
    try:
        print(b) # this always gives an error
    except NameError:
        print("...b is not defined")
    try:
        return tuple(this) # this only gives an error for d and e
    except NameError:
        print("...couldn't make it a tuple")


a = (1,2)     
class Foo(object):
    b = (3,4)
    c = Tuple((i,j) for j in b for i in a)
    d = Tuple((i,j) for i in a for j in b)
    e = Tuple((i,j,k) for i in a for j in b for k in (5, 6))
    f = Tuple((i,j,k) for j in b for i in (5, 6) for k in a)

    print("\nc:", c,"\nd:", d,"\ne:", e,"\nf:", f)

发生了什么： 每次我调用 Tuple() 函数时，b 都没有定义，但 a 总是被定义。这解释了为什么您会收到 d 和 e 的错误，但它不能解释为什么 c 和 f 工作，即使 b 是“未定义”

我的理论： 第一个for 循环是在整个事物转换为元组之前计算的。例如，如果你尝试这样做：Tuple((a, b, c) for a in loop1, for b in loop2 for c in loop3)，在 Foo 类中它会首先计算 for a in loop1，然后它会移动到 foo 并计算循环 2 和 3。

总结：

首先执行 for 循环 移至元组函数 做剩余的循环 如果第二个或第三个循环中的变量在类 Foo 中，则会发生错误

【参考方案2】：

在我看来，错误的出现是因为b 被定义为类变量。要正确使用它，您需要这样对待它（self.b）。 另外，你应该使用构造函数：

a = (1, 2)

class Foo(object):
    def __init__(self):
        self.b = (3, 4)
        self.c = tuple((i, j) for j in self.b for i in a)
        self.d = tuple((i, j) for i in a for j in self.b)

这是一个更清晰的代码。它的行为正常。希望对您有所帮助。

编辑：如果您不想使用__init__，也有可能使用方法获得c 和d：

a = (1, 2)

class Foo(object):
    b = (3, 4)

    def get_c(self):
        return tuple((i, j) for j in self.b for i in a)

    def get_d(self):
        return tuple((i, j) for i in a for j in self.b)

这也很好用。 您可以像这样尝试这两种实现：

inst = Foo()
# 1st one
print(inst.c)
print(inst.d)
# 2nd one
print(inst.get_c())
print(inst.get_d())

【参考方案3】：

这是因为表达式for i in a有一个局部变量作用域，而表达式for j in b在作用域内，因此找不到b。 实际上，如果你写c = tuple((i, j) for i in a for j in b)，它会抛出同样的异常。

解决方案将b 放入类定义的范围内（正如您已经做过的那样）并通过self.b 引用它。

【参考方案4】：

针对您的具体情况的解决方案是使用itertools：

d = tuple(itertools.product(a, b))

对看似意外的行为的解释有两个方面：

b 等裸类属性只能在 根类范围 中访问。见pep 227:

类范围内的名称不可访问。名称在最里面的封闭函数范围内解析。如果类定义出现在嵌套范围链中，则解析过程会跳过类定义。

生成器中的嵌套循环不会像您预期的那样运行。第一个循环实际上是最外面的，第二个是最里面的。来自pythondocs：

不能立即评估后续的 for 子句，因为它们可能依赖于前一个 for 循环。例如：(x*y for x in range(10) for y in bar(x))。

可以通过添加换行符来说明第二点。

d = tuple((i,j) 
    for i in a
        for j in b)

这意味着b 实际上是从内部循环（嵌套范围）引用的，因此会抛出NameError。然而，在第一个生成器中，引用位于外部生成器中，可以正常工作。