Python 在局部变量域中执行代码
问题
你想在使用范围内执行某个代码片段,并且希望在执行后所有的结果都不可见。
解决方案
为了理解这个问题,先试试一个简单场景。首先,在全局命名空间内执行一个代码片段:
>>>a=13
>>>exec('b=a+1')
>>>print(b)
14
>>>
然后,再在一个函数中执行同样的代码:
>>>deftest():
...a=13
...exec('b=a+1')
...print(b)
...
>>>test()
Traceback(mostrecentcalllast):
File"",line1,in
File"",line4,intest
NameError:globalname'b'isnotdefined
>>>
可以看出,最后抛出了一个NameError异常,就跟在exec()语句从没执行过一样。要是你想在后面的计算中使用到exec()执行结果的话就会有问题了。
为了修正这样的错误,你需要在调用exec()之前使用locals()函数来得到一个局部变量字典。之后你就能从局部字典中获取修改过后的变量值了。例如:
>>>deftest():
...a=13
...loc=locals()
...exec('b=a+1')
...b=loc['b']
...print(b)
...
>>>test()
14
>>>
讨论
实际上对于exec()的正确使用是比较难的。大多数情况下当你要考虑使用exec()的时候,还有另外更好的解决方案(比如装饰器、闭包、元类等等)。
然而,如果你仍然要使用exec(),本节列出了一些如何正确使用它的方法。默认情况下,exec()会在调用者局部和全局范围内执行代码。然而,在函数里面,传递给exec()的局部范围是拷贝实际局部变量组成的一个字典。因此,如果exec()如果执行了修改操作,这种修改后的结果对实际局部变量值是没有影响的。下面是另外一个演示它的例子:
>>>deftest1():
...x=0
...exec('x+=1')
...print(x)
...
>>>test1()
0
>>>
上面代码里,当你调用locals()获取局部变量时,你获得的是传递给exec()的局部变量的一个拷贝。通过在代码执行后审查这个字典的值,那就能获取修改后的值了。下面是一个演示例子:
>>>deftest2():
...x=0
...loc=locals()
...print('before:',loc)
...exec('x+=1')
...print('after:',loc)
...print('x=',x)
...
>>>test2()
before:{'x':0}
after:{'loc':{...},'x':1}
x=0
>>>
仔细观察最后一步的输出,除非你将loc中被修改后的值手动赋值给x,否则x变量值是不会变的。
在使用locals()的时候,你需要注意操作顺序。每次它被调用的时候,locals()会获取局部变量值中的值并覆盖字典中相应的变量。请注意观察下下面这个试验的输出结果:
>>>deftest3():
...x=0
...loc=locals()
...print(loc)
...exec('x+=1')
...print(loc)
...locals()
...print(loc)
...
>>>test3()
{'x':0}
{'loc':{...},'x':1}
{'loc':{...},'x':0}
>>>
>>>deftest3():
...x=0
...loc=locals()
...print(loc)
...exec('x+=1')
...print(loc)
...locals()
...print(loc)
...
>>>test3()
{'x':0}
{'loc':{...},'x':1}
{'loc':{...},'x':0}
>>>
注意最后一次调用locals()的时候x的值是如何被覆盖掉的。
作为locals()的一个替代方案,你可以使用你自己的字典,并将它传递给exec()。例如:
>>>deftest4():
...a=13
...loc={'a':a}
...glb={}
...exec('b=a+1',glb,loc)
...b=loc['b']
...print(b)
...
>>>test4()
14
>>>
大部分情况下,这种方式是使用exec()的最佳实践。你只需要保证全局和局部字典在后面代码访问时已经被初始化。
还有一点,在使用exec()之前,你可能需要问下自己是否有其他更好的替代方案。大多数情况下当你要考虑使用exec()的时候,还有另外更好的解决方案,比如装饰器、闭包、元类,或其他一些元编程特性。
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