9.23 在局部變量域中執(zhí)行代碼

問(wèn)題

你想在使用范圍內(nèi)執(zhí)行某個(gè)代碼片段，并且希望在執(zhí)行后所有的結(jié)果都不可見(jiàn)。

解決方案

為了理解這個(gè)問(wèn)題，先試試一個(gè)簡(jiǎn)單場(chǎng)景。首先，在全局命名空間內(nèi)執(zhí)行一個(gè)代碼片段：

>>> a = 13
>>> exec('b = a + 1')
>>> print(b)
14
>>>

然后，再在一個(gè)函數(shù)中執(zhí)行同樣的代碼：

>>> 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，最后拋出了一個(gè)NameError異常，就跟在?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?語(yǔ)句從沒(méi)執(zhí)行過(guò)一樣。 要是你想在后面的計(jì)算中使用到?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?執(zhí)行結(jié)果的話就會(huì)有問(wèn)題了。

為了修正這樣的錯(cuò)誤，你需要在調(diào)用?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?之前使用?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">locals()</span>?函數(shù)來(lái)得到一個(gè)局部變量字典。 之后你就能從局部字典中獲取修改過(guò)后的變量值了。例如：

>>> def test():
...     a = 13
...     loc = locals()
...     exec('b = a + 1')
...     b = loc['b']
...     print(b)
...
>>> test()
14
>>>

討論

實(shí)際上對(duì)于?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?的正確使用是比較難的。大多數(shù)情況下當(dāng)你要考慮使用?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?的時(shí)候， 還有另外更好的解決方案（比如裝飾器、閉包、元類等等）。

然而，如果你仍然要使用?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?，本節(jié)列出了一些如何正確使用它的方法。 默認(rèn)情況下，<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>會(huì)在調(diào)用者局部和全局范圍內(nèi)執(zhí)行代碼。然而，在函數(shù)里面， 傳遞給?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?的局部范圍是拷貝實(shí)際局部變量組成的一個(gè)字典。 因此，如果?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?如果執(zhí)行了修改操作，這種修改后的結(jié)果對(duì)實(shí)際局部變量值是沒(méi)有影響的。 下面是另外一個(gè)演示它的例子：

>>> def test1():
...     x = 0
...     exec('x += 1')
...     print(x)
...
>>> test1()
0
>>>

上面代碼里，當(dāng)你調(diào)用?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">locals()</span>?獲取局部變量時(shí)，你獲得的是傳遞給?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?的局部變量的一個(gè)拷貝。 通過(guò)在代碼執(zhí)行后審查這個(gè)字典的值，那就能獲取修改后的值了。下面是一個(gè)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
>>>

仔細(xì)觀察最后一步的輸出，除非你將?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">loc</span>?中被修改后的值手動(dòng)賦值給x，否則x變量值是不會(huì)變的。

在使用?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">locals()</span>?的時(shí)候，你需要注意操作順序。每次它被調(diào)用的時(shí)候，?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">locals()</span>?會(huì)獲取局部變量值中的值并覆蓋字典中相應(yīng)的變量。 請(qǐng)注意觀察下下面這個(gè)試驗(yàn)的輸出結(jié)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}
>>>

注意最后一次調(diào)用?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">locals()</span>?的時(shí)候x的值是如何被覆蓋掉的。

作為?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">locals()</span>?的一個(gè)替代方案，你可以使用你自己的字典，并將它傳遞給?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?。例如：

>>> def test4():
...     a = 13
...     loc = { 'a' : a }
...     glb = { }
...     exec('b = a + 1', glb, loc)
...     b = loc['b']
...     print(b)
...
>>> test4()
14
>>>

大部分情況下，這種方式是使用?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?的最佳實(shí)踐。 你只需要保證全局和局部字典在后面代碼訪問(wèn)時(shí)已經(jīng)被初始化。

還有一點(diǎn)，在使用?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?之前，你可能需要問(wèn)下自己是否有其他更好的替代方案。 大多數(shù)情況下當(dāng)你要考慮使用?<span class="pre" style="box-sizing: border-box;">exec()</span>?的時(shí)候， 還有另外更好的解決方案，比如裝飾器、閉包、元類，或其他一些元編程特性。