Python free variable

Bài viết được sự cho phép của tác giả Nguyễn Việt Hưng

Python có 2 loại variable (biến): local, global, và free (đếm từ 0, tất nhiên).

Xem thêm nhiều việc làm Python hấp dẫn trên TopDev

binding

x = 42 trong Python đọc là bind name x tới object 42. Tham khảo thêm tại bài Python call by gì?

3 loại variable trong Python

global variable

Đoạn code sau

print(x)
x = 42

x viết sát lề, gọi là global variable. Chạy đoạn code trên sẽ hiện ra exception:

NameError: name 'x' is not defined

do code dùng x trước khi x được bind tới object 42.

local variable

Đoạn code tiếp theo, chạy sẽ thấy gì? Gợi ý: không phải NameError:

def foo():
    print(x)
    x = 42

foo()

x = 42 nằm trong 1 block (trong thân function hay class), gọi là local variable. Trong 1 block, dùng 1 variable/name trước khi bind nó (tức là có bind, nhưng bind sau khi dùng), exception sẽ xảy ra là

UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

free variable

def foo():
    print(x)

foo()

Xóa x = 42 trong ví dụ phần local, ta chạy đoạn code này, lại thấy NameError.

NameError: name 'x' is not defined

Lần này không xảy ra UnboundLocalError, do đoạn code không bind x = 42 trong thân function (block). x ở đây là một free variable.

Free variable hoạt động theo cách … rất tự do. Khi không tìm thấy x trong foo, Python sẽ đi tìm x ở global (bên ngoài function foo).

x = 42
def foo():
    print(x)

x = 96
foo()
x = 100

Màn hình sẽ hiện ra 42, 100 hay 96?

Việc tính toán tên x có giá trị gì, được thực hiện khi function CHẠY. Khi gọi foo() ở trên, x đã có giá trị là 96.

Static analysis

Việc dùng các công cụ (phần mềm/chương trình) để phân tích/tìm lỗi code bằng cách đọc code (text) – mà không cần chạy code, gọi là static analysis. Trong Python phổ biến các công cụ như pep8, flake8, pylint, mypy cũng có thể tính luôn, hay các tính năng tích hợp sẵn của IDE như Pycharm.

flake8 cơ bản giống pep8 (tên mới là pycodestyle), thêm tính năng phát hiện thư viện không dùng tới/ hay biến không tồn tại.

import math
def foo():
    print(x)
    x = 42
foo()

khi chạy flake8 với file code, flake8 sẽ phát hiện ra thư viện math được import nhưng không dùng, tên x chưa được định nghĩa.

$ flake8 scope.py
scope.py:1:1: F401 'math' imported but unused
scope.py:5:11: F821 undefined name 'x'
scope.py:6:5: F841 local variable 'x' is assigned to but never used

flake8 rất hữu ích khi dễ dàng phát hiện các lỗi đơn giản như gõ nhầm tên biến hay dùng biến không tồn tại như trên. Nhưng khi x là free variable, không công cụ nào của Python có thể phát hiện ra lỗi này cho tới khi chạy mới thấy exception:

def n_pymi_vn() -> int:
    s = x + 1
    return s

r = n_pymi_vn()
x = 10
print(r)

Do x là free variable, các công cụ phải quét hết cả file code để tìm x, và nó tìm thấy, nên tin rằng x có tồn tại, nhưng đã quá muộn rồi. Một ví dụ vô lý hơn nữa, để thấy sự bất lực của các công cụ static analysis:

def n_pymi_vn() -> int:
    s = x + 1
    return s

if 1 > 10:
    x = 10
r = n_pymi_vn()
print(r)

Hành động của chúng ta

Hạn chế hết mức việc sử dụng global variable, free variable, cần biến gì thì đưa argument vào function biến đó, code “sát tường” cho hết vào 1 function main và gọi main() nếu cần chạy.

def n_pymi_vn() -> int:
    s = x + 1
    return s


def main():
    r = n_pymi_vn()
    x = 10
    print(r)

main()

flake8 sẽ làm tốt nhiệm vụ phát hiện ra x chưa được định nghĩa trong ví dụ trên: F821 undefined name 'x', và đoạn code này có thể viết lại để không còn dùng global/free variable nữa:

def n_pymi_vn(x) -> int:
    s = x + 1
    return s


def main():
    x = 10
    r = n_pymi_vn(x)
    print(r)

main()

Kết luận

Tính dynamic của Python khiến các công cụ khó có thể xử lý mọi trường hợp, công cụ sẽ chỉ giúp một phần, phần còn lại là sự cẩn thận của lập trình viên.

Tự do phải chăng cần trong khuôn khổ?

Tham khảo

• Ủng hộ tác giả
• https://docs.python.org/3/reference/executionmodel.html#interaction-with-dynamic-features

Bài viết gốc được đăng tải tại pp.pymi.vn

Có thể bạn quan tâm:

• Vừa đủ để đi (go)
• Freelancer Developer – được gì và mất gì?
• Freelancer IT liệu có tồn tại sự tự do trong nghề?

Xem thêm việc làm IT hấp dẫn trên TopDev