关于python:Python-代码动态执行初探

作为“ 动静 ”语言，Python 在运行时加载一段代码并执行，必定是比须要编译的“动态语言”（比方 C，Java）要不便多了。

执行形式

能够按是否返回后果，简略分为两种：exec 和 eval。

exec

exec 负责执行字符串代码，可反对多行，可定义变量，但无奈返回后果

def pr(x):
    print('My result: {}'.format(x))


if __name__ == "__main__":
    s = '''
a = 15
b = 3
if a > b:
    pr(a+b)
'''
    exec(s)

执行后果
> My result: 18

eval

eval 能够返回后果，但只能执行单行表达式

def select_max(x, y):
    return x if x > y else y


if __name__ == "__main__":
    a = 3
    b = 5
    c = eval('select_max(a , b)')
    print("c is {}".format(c))

执行后果
> c is 5

运行时环境

从下面的代码示例能够看出，无论 exec 还是 eval，它们的运行环境，就跟调用它们地位的代码一样：无论是全局的函数，还是部分的变量，只有在执行指定代码前定义过，就能够应用，并且 exec 中定义的变量，也能够被前面的代码援用。

如果有必要，咱们也能够在运行动静代码的时候，指定环境定义的内容，从而减少和屏蔽一些信息。exec 与 evel，都不止一个参数，他们的第二个和第三个参数，别离能够指定动静代码的 globals 与 locals 环境。

所谓 globals，就是代码执行时的全局环境，能够通过 globals() 函数获取，返回后果是个 dict，列出了所有全局变量和全局办法，包含用 import 的导入的模块和办法；同理，locals() 函数能返回所有局部变量和部分办法。

而咱们调用动静代码的时候，如果像上面这样传参：

def select_max(x, y):
    return x if x > y else y

c = eval('select_max(3 , 5)', {}, {})

就会笼罩掉缺省的 globals(第 2 个参数) 和 locals(第 3 个参数) 设定，只能应用 buildin 的办法了，此时下面的代码就会报错——因为找不到 select_max 办法。为了让这个办法可用，咱们须要给其中某个 dict 赋值：

def select_max(x, y):
    return x if x > y else y

c = eval('select_max(3 , 5)', {'select_max':select_max}, {})

这看起来有点像脱了裤子放屁：明明间接用就好，为什么先笼罩掉，再赋一遍值呢？其实是出于安全性思考。

安全性

动静代码能力，通常是裸露给程序内部的，让配置人员能够扩大程序逻辑。然而如果不加限度，这个能力也是很危险的：比方通过调用 open 办法，能够关上任意文件，删除其内容。

所以比拟平安的形式，是把内置函数也禁用，只裸露容许内部调用的办法：

def select_max(x, y):
    return x if x > y else y

c = eval('select_max(3 , 5)', {"__builtins__": {}}, {'select_max':select_max})

留神：网上有很多文章，把__builtins__设置为 None，经实测，至多在 Python 3.7 环境中是不可行的，该当设置为空字典

优化

编译

下面提到的两种形式示例，都是间接执行字符串。咱们必定能够想到，这些字符串再执行前，会先被 python 运行时“解析”（parsing）一遍，而解析的过程是很耗时的。所以，为了优化效率，能够先用 compile 函数，事后“编译”好，把字符串变成“代码”，每次执行的效率就会大大提高。

def select_max(x, y):
    return x if x > y else y


if __name__ == "__main__":
    exp = compile('select_max(a , b)', '','eval')
    for i in range(10):
        a = i
        b = i + 10
        c = eval(exp)
        print("c is {}".format(c))

能够看进去，字符串通过 compile 之后，变成了表达式，之后在循环中重复调用该表达式，会比每次解析字符串，效率高得多。同样，exec 执行的内容，也能够先用 compile 编译为表达式。

留神：compile 的第二个参数，是文件名（能够间接从文件读取代码），如果没有可间接置空

编译的环境

compile 和 eval/exec 能够不在同一个函数中被调用，那么它们领有的执行环境就不一样，但实际上 compile 并不查看环境，动静代码中用到的变量或办法，在编译时齐全能够不存在。比方把下面的代码改成上面的样子：

exp = compile('select_max(a , b)', '','eval')


def select_max(x, y):
    return x if x > y else y


if __name__ == "__main__":
    for i in range(10):
        a = i
        b = i + 10
        c = eval(exp)
        print("c is {}".format(c))

在定义 select_max 办法之前，就编译表达式，齐全不影响运行成果：

c is 10
c is 11
c is 12
c is 13
c is 14
c is 15
c is 16
c is 17
c is 18
c is 19