在外部类作用域中找不到变量

Question

我有这段代码：

class Attributes(object):
    class __metaclass__(type):
        def __init__(self, cls_name, cls_bases, cls_dict):
            # super(Attributes.__metaclass__, self) # NameError: global name 'Attributes' is not defined
            super(__metaclass__, self).__init__(
                cls_name, cls_bases, cls_dict)

提供

NameError: global name '__metaclass__' is not defined

为什么__metaclass__变量在外部作用域中找不到？

- warvariuc

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你能给我更多的代码让我测试一下吗？这样我就可以快速运行它，看看是否能够重现问题。 - Games Brainiac

我已经尝试重现这个问题，结果发现你不能在具有调用super的__init__方法的类中嵌套类。这不仅适用于第三层继承，即使你试图在Attributes内部调用super，它也不会起作用。你需要调用SimpleModel.Attributes来解决这个问题。 - Games Brainiac

Answer 1

尝试使用这个代替。

super(Attributes.__metaclass__, self).__init__(cls_name, cls_bases, cls_dict)

- Vorsprung

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谢谢你提供的解决方法。我采用了另一种方法，将相关类放在模块的顶层。 - warvariuc

我已经简化了问题中的示例。如果尝试使用 super(Attributes.__metaclass__, self)，则会出现 NameError: global name 'Attributes' is not defined。因此，您的解决方案无法运行。 - warvariuc

Warwaruk是正确的。当元类的第一个实例被创建时，Attributes还不存在：元类先被创建，然后在外部类完成之前自动创建一个实例。 - Alfe

Answer 2

在创建类时，只有其名称可见。直到类创建完成，其内容才存在。因此，在创建过程中，类内部的部分无法访问类的任何字段。所以您需要使用完全限定的名称来表示您要访问类的字段。

您当前正在创建一个名为SimpleModel的类，并在此过程中创建一个名为Attributes的类，同时创建一个名为__metaclass__的类。由于在此过程中，类SimpleModel还不存在，因此方法__init__尚未成为任何现有内容的一部分。它首先被创建，然后稍后将成为__metaclass__类的一部分。因此，它无法知道标识符__metaclass__。由于__metaclass__也从未成为全局变量，当调用时，无法知道此标识符。

这就是为什么此时你的作用域中没有__metaclass__，但当稍后调用__init__时，全局作用域中只有一个SimpleModel，所以你可以以它为基础来命名：SimpleModel.Attributes.__metaclass__。

- Alfe

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@warwaruk：你在谈论运行时，而我在谈论编译时（如果可以真正将两者分开的话，在Python中）。当__init__被编译时，类还不存在。这就是Python不允许引用本地类而不完全限定名称的根本原因。问题：我应该在我的答案中详细说明这个方面吗？（我在第二段添加了一句（希望）澄清的话。）请注意，我谈论的是“创建一个类”，而不是“创建一个实例”... - Alfe

我在运行时遇到了引用的异常，因为在完全定义Attributes类之后，通过调用Attributes.__metaclass__的__new__和__init__来创建它。创建一个类意味着创建其元类的实例。我认为你错了。 - warvariuc

我认为你可能会被这个构造所困惑：class __metaclass__(AttributesMeta)，它实际上等价于 __metaclass__ = AnotherAttributeMetaclass，其中 AnotherAttributeMetaclass 将在问题中用相同的 __metaclass__ 类体定义。请参见 https://dev59.com/WnVD5IYBdhLWcg3wE3Ro - warvariuc

我认为你的回答不适用于这个问题。它回答了另一个问题。 - warvariuc

Python在C/C++的意义上没有“编译时”。当一个模块被导入时，它实际上是运行时。 - warvariuc

Answer 3

看起来答案就是这样：

方法的外部作用域并不是类体，而是包含该类的外部函数或者模块。

这就是为什么在这种情况下：

class Test():
    attr_1 = 'smth'
    def a_method(self):
        attr_1  # not visible on this line

attr_1 在方法 Test.a_method 内不可见。

解决方案是在全局级别定义元类：

class AttributesMeta(type):
    def __init__(self, cls_name, cls_bases, cls_dict):
        super(__metaclass__, self).__init__(
            cls_name, cls_bases, cls_dict)

class Attributes(object):
    __metaclass__ = AttributesMeta

- warvariuc