第6.6节 Python动态执行小结

一、    Python动态执行支持通过输入数据流或文件传入Python源代码串，进行编译后执行，可以通过这种方式扩展Python程序的功能；

二、    动态执行方法可能导致恶意攻击，因此使用时需要限定使用范围，注意安全风险；

三、    如果采用先编译后动态执行的方式，注意编译模式必须与执行模式对应；

四、    动态执行可以指定代码的执行空间，动态执行最好在指定的全局名字空间和局部名字空间中执行：

1.    如果省略了可选参数，代码将在当前范围内执行；

2.    如果提供了 globals 参数，就必须是字典类型，而且会被用作全局和局部变量的名字空间；

3.    如果同时提供了 globals 和 locals 参数，它们分别被用作全局和局部变量的名字空间；

4.    动态执行查找变量时的顺序依次为：局部名字空间->全局名字空间->调用exec或eval的代码执行环境的名字空间；

5.    建议所有动态执行都指定单独的执行空间，以保证动态执行不会无意中损害调用方的环境。

五、    在模块层级（通常是动态执行的调用方），全局和局部变量是相同的字典，内置 globals() 和 locals() 函数各自返回当前的全局和局部字典，因此可以将它们传递给 exec() 的第二个和第三个实参，但实际上与这两个参数不传参效果是一样的，因为不传值用的就是在当前调用方所在模块的空间执行，而这两个函数也是返回当前模块的空间，而在模块层级这两个函数返回的值是一样的。

六、    补充知识

1.    动态执行时，如果执行时指定了全局名字空间或局部名字空间，则可以在执行前通过字典键值访问值的模式给对应变量赋值；

举例：

 

这个例子中，要编译的表达式字符串为‘x+y’，但在编译代码中没有给x和y赋值，通过全局名字空间给x和y赋值的，计算时就取到了对应变量值。

2.    在启动Python解释器之后，即使没有创建任何的变量或者函数，还是会有许多函数可以使用, 我们把这些函数称为内建常量和内建函数，是因为它们不需要我们程序员作任何定义，在启动Python解释器的时候，会首先加载内建名字空间，内建名字空间有许多名字到对象之间映射，而这些名字其实就是内建函数和常量的名称，对象就是这些内建函数和常量本身。这些名字空间由__builtins__模块中的名字构成；

3.    __builtins__：对于动态执行时的全局名字空间字典，如果不包含 __builtins__ 键值，则将为该键插入对内建 builtins 模块字典的引用。因此，在将执行的代码传递给 exec() 之前，可以通过将自己的 __builtins__ 字典插入到 globals 中来控制可以使用哪些内置代码。本点老猿没有深入研究，暂时不展开说明。

七、    例子

1.    动态执行全局空间使用调用方的例子

s='''
person=['张三','李四']
for p in person:
   print('name=',p)
while(True):
    s=input("I will exit,are you ready(y/n)?")
    if s=='Y': break;
    if s=='y': break;
'''
exec(s,globals(),locals())

此时执行的语句执行效果与exec(s)的执行效果完全相同，执行后s的值被输入改变。

2.    用eval动态执行实现的cal函数

第五章介绍的的cal函数的例子，如果使用动态执行方法的实现代码会简单许多，具体代码如下：

def cal(number1,number2,*numbers,calmethod='+'):
   print('number1=',number1,',number2=',number2,',numbers=',numbers,', calmethod=',calmethod)
   calmethod=calmethod.strip()
   if len(calmethod)!=1: raise ValueError('运算符必须是+-*/中的一个，分别对应加、减、乘、除')
   if '+-*/'.find(calmethod)==-1 :raise ValueError('运算符必须是+-*/中的一个，分别对应加、减、乘、除')
   if not isinstance(number1,int): raise TypeError('第1个参数必须为整数')
   if not isinstance(number2,int): raise TypeError('第2个参数必须为整数')
   s=str(number1)+calmethod+str(number2)
   for i,n in enumerate(numbers):
       if  isinstance(n,int): #判断n是否为整数
           s+=calmethod+str(n)
       else:raise TypeError('第'+str(i+3)+'个参数必须为整数')
   return eval(s)

代码及执行样例截屏如下：

 

上述代码的实现细节在此不再赘述，相信大家都能明白。

3.    以exec定义的cal函数，所有代码全部存储在字符串codebuff中

>>> codebuff='''
def cal(number1,number2,*numbers,calmethod='+'):
   print('number1=',number1,',number2=',number2,',numbers=',numbers,', calmethod=',calmethod)
   calmethod=calmethod.strip()
   if len(calmethod)!=1: raise ValueError('运算符必须是+-*/中的一个，分别对应加、减、乘、除')
   if '+-*/'.find(calmethod)==-1 :raise ValueError('运算符必须是+-*/中的一个，分别对应加、减、乘、除')
   if not isinstance(number1,int): raise TypeError('第1个参数必须为整数')
   if not isinstance(number2,int): raise TypeError('第2个参数必须为整数')
   s=str(number1)+calmethod+str(number2)
   for i,n in enumerate(numbers):
       if  isinstance(n,int): #判断n是否为整数
           s+=calmethod+str(n)
       else:raise TypeError('第'+str(i+3)+'个参数必须为整数')
   return eval(s)
'''
>>> ns={}
>>> exec(codebuff,ns)
>>> ns['cal'](1,2,3,calmethod='+')
number1= 1 ,number2= 2 ,numbers= (3,) , calmethod= +
6
>>> add=ns['cal']
>>> add(1,2,3,calmethod='+')

执行截图：

 

上面这段代码是将第2个例子全部改成动态代码来实现，第一步将所有函数定义放到字符串codebuff缓冲区中，然后定义一个函数执行的名字空间ns，并通过exec执行函数定义的语句，在ns中就生成了函数定义，该函数可以通过名字空间ns以函数名作为键值获取，获取后可以直接执行函数调用，也可以赋值给一个变量add，再通过变量进行调用。

本节对动态执行方法相关的内容进行了总结，并补充说明了传递的全局名字空间和本地名字空间相关的内容。

老猿Python（https://blog.csdn.net/LaoYuanPython）系列文章用于逐步介绍老猿学习Python后总结的学习经验，这些经验有助于没有接触过Python的程序员可以很容易地进入Python的世界。

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