Python中字符串类型代码的执行函数——eval()、exec()和compile()详解

字符串类型代码的执行

字符串类型代码的执行函数有三个，都是Python的内置函数。

• eval()执行字符串类型的代码，并返回最终结果。
• exec()执行字符串类型的代码。
• compile()将字符串类型的代码编码。代码对象能够通过exec语句来执行或者eval()进行求值。

下面来一一介绍这三个函数。

eval()

执行一个字符串表达式，并返回表达式的值

eval(expression[, globals[, locals]])

参数

• expression：Python 表达式。
• globals：必须是一个字典对象，否则程序会出错。当定义了globals参数之后eval函数的作用域会被限定在globals中。
• locals：该参数掌控局部的命名空间，功能和globals类型，不过当参数冲突时，会执行locals处的参数。

例子一：因为此处没有指定globals和locals，所以直接执行expression部分的内容。

>>> a = 10
>>> eval("a ** 3")
1000

例子二：globals参数示例。

>>> a = 10
>>> g = {'a': 5}
>>> eval("a + 1", g)
6

因为现在指定了globals，所以在expression部分的作用域就是globals指定的字典范围内。所以此时外面的a=10被屏蔽，取用字典中的值。

例子三：locals参数示例

>>> a = 10
>>> b = 15
>>> c = 20
>>> g = {"a": 6, "b": 8}
>>> t = {"b": 1000, "c": 10}
>>> eval("a + b + c", g, t)
1016

上面提到了，当有globals和locals时作用的范围域是在globals和locals中，所以a=1，b=20，c=30不会被应用。a和c的值分别去字典g和字典t中的值，当globals和locals中都有参数b时取locals中的值。所以a=6，b=100，c=10。

exec()

在Python中，exec()是一个十分有趣且实用的内置函数，不同于eval()函数只能执行计算数学表达式的结果的功能，exec()能够动态地执行复杂的Python代码，能够十分强大。参数如下：

• object：必选参数，必须是字符串或 code 对象。如果 object 是一个字符串，该字符串会先被解析为一组 Python 语句，然后在执行（除非发生语法错误）。如果 object 是一个 code 对象，那么它只是被简单的执行。
• globals：可选参数，表示全局命名空间（存放全局变量）必须是一个字典对象。
• locals：可选参数，表示当前局部命名空间（存放局部变量）可以是任何映射对象。如果该参数被忽略，那么它将会取与 globals 相同的值。

下面来看一些例子。

例子一：执行简单的代码

>>> a = 12
>>> b = 30
>>> exec("ans = a * b")
>>> ans
360

例子二：func为字符串，它是一个递归地计算整数阶乘的函数。因为exec()仅支持string和code object参数，所以我们要将该递归函数转化成一个字符串，当然，格式还是要Python代码的格式来，注意换行和缩进。刚才例子的输出结果为：

>>> func = "def fact(n):\n\treturn 1 if n == 1 else n * fact(n - 1)
>>> exec(func)
>>> a = fact(5)
>>> a
120

例子三：exec()的参数和上面的eval()一模一样。

>>> x = 15
>>> expr = "z = 30\nsum = x + y + z\nprint(sum)"
>>> y = 20
>>> exec(expr)
65
>>> exec(expr, {'x': 1, 'y': 2})
33
>>> exec(expr, {'x': 1, 'y': 2}, {'y': 100, 'z': 4})
131

例子四：说到这里，可能有些疑问了？事实上，这些代码不是直接能够在Python中执行吗，为何还要多此一举？在实际项目中，我们有些时候会将Python代码写入一些文件中，举个例子，如以下的eg.txt，它储存了我们想要的Python代码，如下：

def fact(n):
    if n == 1:
        return 1
    else:
        return n * fact(n - 1)
        
t = fact(6)
print(t)

请再次注意，这是一个txt格式的Python代码。那么，我们如何调用它呢？答案就是exec()函数，代码如下：

with open('E://eg.txt', 'r') as f:
    s = f.read()
 
exec(s)

compile()

compile()函数将一个字符串编译为字节代码或 AST 对象。代码对象可以被 exec()或 eval() 执行。以下是compile()方法的语法：

compile(source, filename, mode[, flags[, dont_inherit]])

参数如下：

• source ：可以是常规的字符串、字节字符串，或者 AST 对象
• filename：代码文件名称，如果不是从文件读取代码则传递一些可辨认的值。
• mode：指定编译代码的种类。可以指定为 exec, eval, single。
• 如果是exec类型，表示这是一个序列语句，可以进行运行；
• 如果是eval类型，表示这是一个单一的表达式语句，可以用来计算相应的值出来；编译代码时，如果语法出错会返回SyntaxError；如果代码包含一些空字节，则返回类型错误TypeError。
• 如果是single类型，表示这是一个单一语句，采用交互模式执行，在这种情况下，如果是一个表达式，一般会输出结果，而不是打印为None输出。
• flags：变量作用域，局部命名空间，如果被提供，可以是任何映射对象。
• flags和dont_inherit是用来控制编译源码时的标志。

编译代码时，如果语法出错会返回SyntaxError；如果代码包含一些空字节，则返回类型错误TypeError。

注意事项：当采用single或eval类型编译时，如果有多行代码，每行代码后面至少有一个换行符，否则在code模块编译时就会提示编译的源码不完整错误。在Python 3.2版本之后，允许输入Windows或Mac的换行符；当采用exec模式时，不需要在每个行后面输入换行符；在这个版本之后增加了优化参数。

例子：

>>> str = "for i in range(0,10): print(i)"
>>> c = compile(str, '', 'exec')
>>> exec(c)  # eval 也可以
0
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5
6
7
8
9
>>> str = "3 * 4 + 5"
>>> a = compile(str, '', 'eval')
>>> eval(a)
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到此这篇关于Python中字符串类型代码的执行函数——eval()、exec()和compile()的文章就介绍到这了,更多相关Python中字符串类型代码的执行函数内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！