python exec（）中的全局变量和局部变量

Question

我正在尝试使用exec运行一段python代码。

my_code = """
class A(object):
  pass

print 'locals: %s' % locals()
print 'A: %s' % A

class B(object):
  a_ref = A
"""

global_env = {}
local_env = {}
my_code_AST = compile(my_code, "My Code", "exec")
exec(my_code_AST, global_env, local_env)

print local_env

这导致以下输出

locals: {'A': <class 'A'>}
A: <class 'A'>
Traceback (most recent call last):
  File "python_test.py", line 16, in <module>
    exec(my_code_AST, global_env, local_env)
  File "My Code", line 8, in <module>
  File "My Code", line 9, in B
NameError: name 'A' is not defined

但是，如果我将代码更改为此-

my_code = """
class A(object):
  pass

print 'locals: %s' % locals()
print 'A: %s' % A

class B(A):
  pass
"""

global_env = {}
local_env = {}
my_code_AST = compile(my_code, "My Code", "exec")
exec(my_code_AST, global_env, local_env)

print local_env

然后工作正常-提供以下输出-

locals: {'A': <class 'A'>}
A: <class 'A'>
{'A': <class 'A'>, 'B': <class 'B'>}

显然，A存在并且可以访问-第一段代码出了什么问题？ 我正在使用2.6.5，欢呼声，

科林

*更新1 *

如果我检查类中的locals（）-

my_code = """
class A(object):
  pass

print 'locals: %s' % locals()
print 'A: %s' % A

class B(object):
  print locals()
  a_ref = A
"""

global_env = {}
local_env = {}
my_code_AST = compile(my_code, "My Code", "exec")
exec(my_code_AST, global_env, local_env)

print local_env

然后很明显，locals（）在两个地方都不相同-

locals: {'A': <class 'A'>}
A: <class 'A'>
{'__module__': '__builtin__'}
Traceback (most recent call last):
  File "python_test.py", line 16, in <module>
    exec(my_code_AST, global_env, local_env)
  File "My Code", line 8, in <module>
  File "My Code", line 10, in B
NameError: name 'A' is not defined

但是，如果我这样做，就没有问题-

def f():
  class A(object):
    pass

  class B(object):
    a_ref = A

f()

print 'Finished OK'

*更新2 *

好的，所以这里的文档-http: //docs.python.org/reference/executionmodel.html

在我看来，“ A”应该作为可执行语句（作为B的定义）中的自由变量提供，并且这种情况在我们调用上述f（）时发生，但在使用exec（）时不发生。 使用以下代码可以更容易地显示出来：

my_code = """
class A(object):
  pass

print 'locals in body: %s' % locals()
print 'A: %s' % A

def f():
  print 'A in f: %s' % A

f()

class B(object):
  a_ref = A
"""

哪个输出

locals in body: {'A': <class 'A'>}
A: <class 'A'>
Traceback (most recent call last):
  File "python_test.py", line 20, in <module>
    exec(my_code_AST, global_env, local_env)
  File "My Code", line 11, in <module>
  File "My Code", line 9, in f
NameError: global name 'A' is not defined

因此，我想一个新的问题是-为什么这些局部变量不作为函数和类定义中的自由变量公开-似乎是一个非常标准的关闭方案。

Answer 1

好吧，我认为这可能是实现错误，也可能是未经证明的设计决策。 问题的症结在于模块范围中的名称绑定操作应绑定到全局变量。 实现的方法是，在模块级别，globals（）是locals（）（在解释器中尝试该值），因此，当您进行任何名称绑定时，它会像往常一样将其分配给locals（ ）字典，它也是全局变量，因此创建了全局变量。

查找变量时，首先检查当前的本地变量，如果未找到名称，则递归检查包含范围的本地变量变量名称，直到找到变量或到达模块作用域为止。 如果达到此目的，则检查全局变量，该全局变量应该是模块作用域的本地变量。

>>> exec(compile("import sys\nprint sys._getframe().f_code.co_name", "blah", "exec"), {}, {})
<module>
>>> exec("a = 1\nclass A(object):\n\tprint a\n", {}, {})
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 2, in <module>
  File "<string>", line 3, in A
NameError: name 'a' is not defined
>>> d = {}
>>> exec("a = 1\nclass A(object):\n\tprint a\n", d,d)
1

此行为是继承起作用的原因（名称查找使用了代码对象的作用域locals（），其中确实包含A）。

最后，这是CPython实现中的一个丑陋的骇客，专门对全局变量进行查找。 它还会导致一些荒谬的人为情况-例如：

>>> def f():
...     global a
...     a = 1
...
>>> f()
>>> 'a' in locals()
True

请注意，这是我在阅读python语言参考的第4.1节（命名和绑定）时基于与解释器混淆的所有推断。 尽管这不是确定的（我还没有打开CPython的源代码），但我相当确定我对行为是正确的。

Answer 2

在print locals()和globals() ，您将找到exec引发“未定义”异常的原因，您可以尝试执行此操作

d = dict(locals(), **globals())
exec (code, d, d)

Answer 3

如果您的问题是如何使exec语句的行为类似于文件作用域，我将在链接的问题和错误中遵循一些提示，并通过为全局变量和局部变量传递单个字典来使其工作。 显然，文件作用域是一种特殊情况，其中本地声明会自动放置在全局作用域中。

exec code in dict()

Answer 4

my_code = """
class A(object):
    pass

class B(object):
    a = A
"""

my_code_AST = compile(my_code, "My Code", "exec")
extra_global = "hi"
global_env = {}
exec my_code_AST in global_env
print "global_env.keys() =", global_env.keys()
print "B.a =", global_env["B"].a

版画

global_env.keys() = ['__builtins__', 'A', 'B']
B.a = <class 'A'>

霍克特，你说，

我想要使​​用类似locals的主要原因是要获取代码字符串中定义的所有内容，而不要将python放入全局变量中的所有其他内容。

使用exec时，如果您的全局变量没有定义__builtins__ ，则exec将一个项目__builtins__添加到您的全局变量中，因此您会获得A，B和__builtins__ 。 __builtins__本身就是一个大字典，但它总是同一个元素删除（只要你等到你的代码被删除之前使用完！）。 （）下记录的exec 这里 。

内置函数下的eval文档说

如果存在globals字典并且缺少' builtins '，则在解析表达式之前将当前的globals复制到globals中。

但实际上似乎只复制了__builtins__ 。

（还有其他人说的话：要么将全局变量和本地变量设置为相同， exec my_code_AST in global_env说exec my_code_AST in global_env而无需单独的local_env。）