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Buen día,

Haciendo pruebas con nonlocal encontré un comportamiento que no entiendo del todo, espero que alguien me pueda explicar ya que no sé si no entendí bien o si es un bug de Python (Estoy utilizando Python 3.10.5)

Según lo que dice la ayuda de Python al ejecutar el comando help('nonlocal') (Agrego parte de la cita y abajo la traducción según mi interpretación)

The "nonlocal" statement causes the listed identifiers to refer to previously bound variables in the nearest enclosing scope excluding globals.

Entiendo que nonlocal hace que los identificadores declarados sean relacionadas con la variable con el mismo nombre en el ámbito/alcance (scope) más cercano, excluyendo el ámbito global.

La misma ayuda hace referencia al PEP 3104 donde se menciona:

In most languages that support nested scopes, code can refer to or rebind (assign to) any name in the nearest enclosing scope.

Dicioendo que, en la mayoría de los lenguajes que soporta alcances (scopes) anidados, el código puede hacer referencia a cualquier nombre del ámbito (scope) que lo contiene.

Y en la página GeeksforGeeks se describe de la siguiente forma:

Python nonlocal keyword is used to reference a variable in the nearest scope. The nonlocal keyword won’t work on local or global variables and therefore must be used to reference variables in another scopes except the global and local one. The nonlocal keyword is used in nested functions to reference a variable in the parent function.

Donde entiendo que, La palabra clave nonlocal de Python se utiliza para referenciar una variable en el ámbito más cercano. La palabra clave nonlocal no funcionará en variables locales o globales y por lo tanto debe usarse para referenciar variables en otros ámbitos excepto el global y el local. La palabra clave nonlocal se utiliza en funciones anidadas para referenciar una variable en la función padre.

Mi duda:

Lo que entiendo de todo esto es que nonlocal se utiliza para referenciar variables en una función anidada con las variables de la función que la contiene (Función padre) y que si no existiera una variable con el nombre del identificador entonces se devolvería:

SyntaxError: no binding for nonlocal 'nombre' found

Donde nombre sería el nombre del identificador dado.

Mi duda es, al probar nonlocal con tres funciones anidadas, declarar una variable local en la función uno y utilizar nonlocal en la función tres (Es decir, la función "nieto" de uno) ¿Por qué razón no devuelve el siguiente error?

SyntaxError: no binding for nonlocal 'm' found

Yo esperaría que apareciera el error ya que m no es una variable local de la función dos que sería el ámbito más cercano, tal como lo mencionan los textos anteriores, en cambio permite modificar la variable local de la función uno y no muestra ningún error. ¿Es este el comportamiento correcto?

Código con el que estóy haciendo las pruebas:

def uno():
    m = 1
    print('uno', m)
    
    def dos():
        print('dos', m)
        
        def tres():
            nonlocal m
            m = 3
            print('tres', m)
        
        tres()
        
    dos()
    print('uno', m)

uno()

Esto devuelve:

uno 1
dos 1
tres 3
uno 3

¿Existe alguna forma de limitar nonlocal únicamente a la función padre?

Actualización 2022/08/17

Después de la respuesta de Abulafia encontré un buen artículo que explica lo siguiente:

  • The enclosing scopes of inner functions are called nonlocal scopes.
  • Use the nonlocal keyword to modify the variable from the nonlocal scopes.
  • And Python will look up the nonlocal variables in the enclosing local scopes chain. It won’t search for the variable in the global scope.

Traducción:

  • Los ámbitos que encierran las funciones internas se denominan ámbitos no locales (nonlocal).
  • Utiliza la palabra clave nonlocal para modificar la variable de los ámbitos no locales.
  • Python buscará las variables no locales en la cadena de ámbitos locales adjuntos (Es decir los que encierran a la función), excepto en el ámbito global (Y local, por lo que menciona la documentación oficial y el mismo artículo).

2 respuestas 2

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El comportamiento es el esperado, no se trata de ningún bug, sino en todo caso de una confusa explicación en la documentación, puesto que para entender la frase:

Python nonlocal keyword is used to reference a variable in the nearest scope [...] The nonlocal keyword is used in nested functions to reference a variable in the parent function.

es necesario tener claro qué significa para Python el concepto scope, lo cual está relacionado con el modelo de ejecución de Python, cuándo (y por tanto dónde) se crean las variables y cómo se busca un nombre para resolverlo de modo que se pueda obtener el objeto al que el nombre referencia.

Todo eso viene explicado con más detalle en el apartado 4.2.2 de la parte del manual titulada Execution model.

Trataré de explicarlo con más detalle.

Scope (o alcance)

El scope es la zona de un programa desde la que se puede usar un símbolo de modo que éste sea resuelto a un objeto sin ambigüedades. Un nombre de variable sólo puede ser accedido desde su scope.

El scope de un símbolo depende de dónde haya sido definido ese símbolo. En el caso, por ejemplo, de una clase depende de dónde aparezca la palabra class, o en el caso de una función o método depende de dónde aparezca la palabra def. Pero para simplificar vamos a centrarnos en el caso de las variables.

Debido a que Python es un lenguaje dinámico en el que las variables no se declaran antes de usarlas, una variable es definida en el punto en que sea asignada por primera vez.

Bajo este punto de vista está claro que se tienen dos posibles scopes. Si la variable se asignó fuera de cualquier función, en un módulo, su scope será global (a nivel de ese módulo). Si se asignó dentro de una función su scope será local (y alcanzará esa función y todas las que tenga anidadas).

Así, en el siguiente ejemplo:

def uno():
    m = 1
    print('uno', m)
    
    def dos():
        print('dos', m)

        def tres():
            print('tres', m)

vemos que la asignación m=1 crea la variable m en el scope de la función uno() el cual incluye también las funciones anidadas dos() y tres(), es por eso que podemos usar la variable m tanto desde dentro de dos() como desde dentro de tres(). La variable es encontrada (y el objeto al que apunta, que es el entero 1 puede ser usado) desde cualquiera de esas funciones.

Pero cabe la posibilidad de que un mismo símbolo m esté definido en varios "niveles". Por ejemplo podría haber una m global. En ese caso esta m global no podrá ser accedida desde dentro de las funciones, debido a la existencia de la m local, que tiene "prioridad". Esto nos lleva a hablar de la resolución de nombres

Resolución de nombres

Python sigue la regla denominada LEGB, que son las iniciales de "Local", "Enclosing", "Global" y "Builtin", pues ese es el orden de los scopes en los que buscará un símbolo cuando se intente acceder a él. Así, cuando encuentre una sentencia como ésta:

print("tres", m)

necesitará encontrar el símbolo m, y para ello mirará primero en el scope local (en este caso no lo encuentra), después en el enclosing scope que es un scope que sólo existe en el caso de las funciones anidadas y que contiene todos los nombres que hayan sido creados dentro de ese scope (lo que incluye todas las funciones "ancestro", desde su padre hasta su tatarabuelo). En este caso m es encontrada en el enclosing scope.

Aquí es donde resulta confuso lo del nearest scope. ¿No debería ser el nearest sólo el padre? Lo que ocurre es que el padre no ha creado esa varirable, o dicho de otro modo, esa variable no existe en el padre, por lo que no puede tomarse de él. Sí existe en cambio en el abuelo (es local en el abuelo), y por tanto el abuelo es el nearest scope que contiene esa variable.

La clave es esta frase de la documentación (del apartado 4.4.2, la negrita es mía):

The nonlocal statement causes corresponding names to refer to previously bound variables in the nearest enclosing function scope.

La variable m está ligada (bound) a la función uno(), pero no a la función dos(). Así que el nearest enclosing function que tiene esa previously bound variable es uno(), y así m se resuelve desde tres() como la variable que fue creada en uno()

Declaración nonlocal

Cabe preguntarse ¿para qué sirve entonces la declaración nonlocal si ya estamos viendo que el algoritmo LEGB resuelve correctamente m sin necesidad de declarar m como nonlocal?

La razón es que si la función tres() intentara asignar algo a m así:

def uno():
    m = 1
    print('uno', m)

    def dos():
        print('dos', m)

        def tres():
            print('tres', m)
            m = 0

tendríamos un problema (y un error desconcertante). El problema es que, debido a que **ahora hay una asignación a m detro de tres(), resulta que se ha creado una nueva variable m, que será local dentro de la función tres(). Recordemos que al asignar una variable se crea, y su scope queda asociado al lugar donde se creó.

Por tanto la asignación m=0 estará definiendo una variable m local, accesible sólo dentro de la función tres(). El cero no se estaría guardando en la variable m de la función uno().

Y lo que es peor, el print("tres", m) fallaría con un extraño error:

local variable 'm' referenced before assignment

Esto se debe a que en la línea del print("tres", m), la variable m es la versión local de la función tres(), pero todavía no tiene un valor asignado (puesto que es la línea siguiente la que le asigna un cero). De ahí el desconcertante error.

Esto podemos arreglarlo así:

def uno():
    m = 1
    print('uno', m)
    
    def dos():
        print('dos', m)
        
        def tres():
            nonlocal m
            print('tres', m)
            m = 0 

Al escribir nonlocal m símplemente estamos diciendo a Python que si ve una asignación m = loquesea, no cree una nueva versión local de m, sino que la trate como la habría tratado si en vez de asignarle un valor simplemente hubiéramos querido consultar su valor. Es decir, que aplicará la regla LEGB para resolver el objeto al que se refiere. Así el cero se asignará a la variable m de uno().

Respondiendo directamente a tus preguntas

Primera

Mi duda es, al probar nonlocal con tres funciones anidadas, declarar una variable local en la función uno y utilizar nonlocal en la función tres (Es decir, la función "nieto" de uno) ¿Por qué razón no devuelve el siguiente error?

SyntaxError: no binding for nonlocal 'm' found

Pues porque sí que ha encontrado un binding para la varible m, puesto que la ha encontrado en el enclosing scope como se ha explicado antes.

Segunda

¿Existe alguna forma de limitar nonlocal únicamente a la función padre?

No. Pero ¿para qué podría servir algo así? Si quieres que la función padre tenga su propia "versión" de m, basta que le asignes un valor dentro de la función padre. Eso la creará. Si en cambio la función padre no tiene su propia "versión" ¿qué sentido tiene tratar de declararla como nonlocal en la hija para que eso provoque un error?

1
  • Muchas gracias Abulafia, la segunda pregunta no es en realidad para hacer algo sino que iba relacionada a mi duda de por qué no aparecía el error. Yo creo que, como mencionas, la documentación no es del todo clara ya que debería decir que la variable referida en el identificador va a ser buscada en todas las funciones contenedoras y excepto en los ámbitos local y global. Commented el 15 ago. 2022 a las 15:46
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Siempre me parece un problema el alcance de las palabras, entendemos de forma distinta las mismas expresiones, soy muy malo explicando así que perdón por como lo pueda decir. Voy a extender en principio tu código y haciendo una omisión:

def uno():
    m=1 
    def dos():
        print('dos', m)
        def tres():
            print('tres',m)
            def cuatro():
                print('cuatro',m)
            cuatro()
        tres()
    dos()
    
uno()

ahora en base a esto que pusiste:

Yo esperaría que apareciera el error ya que m no es una variable local de la función dos que sería el ámbito más cercano,

sin embargo yendo más profundo en el anidamiento lo mismo encuentra la variable, ya que el acercamiento(enclosing) o lo encerrado en lo anidado es subir desde lo heredado hasta el padre, esto es obvio porque m no está declarada en ninguna función subsecuente al padre.Nunca leí que esa limitación exista en funciones anidadas, aunque no es que lea tanto.

modificando un poco el código:

def uno():
    m=1 
    def dos():
        print('dos', m)
        def tres():
            print('tres',m)
            def cuatro():
                m=4
                print('cuatro',m)
            cuatro()
        tres()
    dos()
    print('uno',m)
uno()

está claro que solo la modifica en el ámbito local o cercano, o sea la lectura es una cosa y la modificación es otra. Si agregamos a la función cuatro: nonlocal m No solo la lee sino la modifica, en resumen lo "cercano" está definido en funciones anidadas desde el padre en adelante.

Con respecto al error esperado te has dado la respuesta:

La palabra clave nonlocal no funcionará en variables locales o globales y por lo tanto debe usarse para referenciar variables en otros ámbitos excepto el global y el local. La palabra clave nonlocal se utiliza en funciones anidadas para referenciar una variable en la función padre.

en código sería simplemente:

m=1
def uno():
    def dos():
        #etc.

donde m es global y deja de ser local, aunque este en la "primer función", por eso digo que deberían definir con exactitud cercano en las funciones anidadas.

¿Existe alguna forma de limitar nonlocal únicamente a la función padre?

No lo sé pero me parece que no, ya que cualquiera puede ser el padre en funciones anidadas, ya que es simplemente la que da origen, ejemplo:

def uno():
    # print(g) es claro que da error no está definida
    def dos():
        g=2
        print('dos', g)
        def tres():
            print('tres',g)
            def cuatro():
                nonlocal g
                g=4
                print('cuatro',g)
            cuatro()
        tres()
    dos()
    
uno()
2
  • Pero según lo que dice la documentación nonlocal actúa sobre la función más cercana que la contenga, tres "contiene" g porque la hereda de dos pero ¿Por qué al modificarla con nonlocal en cuatro no se limita al contenedor más cercano tal como dice la documentación? Commented el 15 ago. 2022 a las 3:25
  • quizá este enlace te explique mejor docs.python.org/es/3/reference/simple_stmts.html
    – tincopasan
    Commented el 15 ago. 2022 a las 4:11

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