9.23 在局部变量域中执行代码

最后更新于：2022-04-01 15:37:45

## 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： ~~~ >>> def test(): ... a = 13 ... exec('b = a + 1') ... print(b) ... >>> test() Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> File "<stdin>", line 4, in test NameError: global name 'b' is not defined >>> ~~~ 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： ~~~ >>> def test(): ... 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： ~~~ >>> def test1(): ... 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： ~~~ >>> def test2(): ... 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： ~~~ >>> def test3(): ... 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： ~~~ >>> def test4(): ... 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。