exec为什么不能在具有子功能的功能中工作？

Question

看起来您不能在具有子功能的函数中使用exec ...

有人知道为什么这个Python代码不起作用吗？ 我在test2中的exec处收到错误。 另外，我知道exec的风格不好，但是请相信我，出于适当的原因，我正在使用exec。 否则我不会使用它。

#!/usr/bin/env python
#

def test1():
    exec('print "hi from test1"')

test1()

def test2():
    """Test with a subfunction."""
    exec('print "hi from test2"')
    def subfunction():
        return True

test2()

编辑：我将错误缩小为在子功能中具有功能。 它与raise关键字无关。

Answer 1

正确。 除非指定上下文，否则不能在具有子功能的函数中使用exec。 从文档：

如果在函数中使用了exec并且该函数包含带有自由变量的嵌套块，则除非exec显式指定exec的本地名称空间，否则编译器将引发SyntaxError。 （换句话说，“ exec obj”将是非法的，但“ ns中的exec obj”将是合法的。）

有充分的理由，如果不是星期天晚上，我可能会明白。 现在，下一个问题：为什么要使用exec？ 很少需要它。 你说你有充分的理由。 我对此表示怀疑。 ;）如果您有充分的理由，我会告诉您解决方法。 :-P

哦，好了，这仍然是：

def test2():
    """Test with a subfunction."""
    exec 'print "hi from test2"' in globals(), locals()
    def subfunction():
        return True

Answer 2

尽管在Python中看起来局部变量似乎存储在字典locals() ，但通常不是。 相反，它们通常存储在堆栈中，并通过索引进行访问。 这使得局部变量查找的速度比每次必须进行字典查找的速度都要快。 如果使用locals()函数，则得到的是从所有局部变量创建的新字典，这就是为什么分配给locals()通常不起作用的原因。

此方案有两个例外：

当您在函数内部使用不合格的exec Python会关闭优化功能，并为局部变量使用真正的字典。 这意味着您可以在exec内部创建或更新变量，但这也意味着该函数中的所有局部变量访问将运行得更慢。

另一个例外是，当您嵌套函数时，内部函数可以访问外部函数范围内的局部变量。 执行此操作时，变量将存储在“单元”对象中，而不是存储在堆栈中。 无论是从内部函数还是外部函数访问范围变量，额外的间接级别都会使作用域变量的使用变慢。

您遇到的问题是，通常如何存储局部变量的这两个例外是不兼容的。 您不能将变量存储在字典中并同时通过单元格引用进行访问。 Python 2.x通过禁止exec来解决此问题，即使在这种情况下，您也不想使用任何作用域变量。

Answer 3

这是一个很有趣的情况：

>>> def func():
...     exec('print "hi from func"')
...     def subfunction():
...         return True
... 
  File "<stdin>", line 2
SyntaxError: unqualified exec is not allowed in function 'func' because 
it contains a nested function with free variables

确实不起作用的原因是subfunction包含一个自由变量，并且由于在Python 2中， exec在理论上可以修改包含作用域中的局部变量，因此无法确定该变量是否应与全局变量绑定，父函数范围。 Python Zen中的其中一句诗是“面对模棱两可，拒绝猜测的诱惑”。 这就是Python 2所做的。

现在的问题是：这个自由（未绑定）变量是什么？ 好吧，这是True ！

实际上，可以使用None复制它：

>>> def func():
...     exec('print "hi from func"')
...     def subfunction():
...         return None
... 
  File "<stdin>", line 2
SyntaxError: unqualified exec is not allowed in function 'test2' because it contains a nested
function with free variables

即使无法将None赋值，并且在字节码中将其视为常量 ，但越野车解析器仍认为此处是未绑定的变量。

但是，如果将其替换为1并且可以正常使用，则可以：

>>> def test2():
...     exec('print "hi from func"')
...     def subfunction():
...         return 1
... 
>>>

为避免此错误，请显式指定exec将使用的全局变量和可能的局部变量，例如：

>>> def test2():
...     exec 'print "hi from test2"' in {}
...     def subfunction():
...         return None
...
>>>

---

在Python 3中， exec只是一个简单的函数，不会由解析器或字节码编译器专门处理。 在Python 3中， exec无法重新绑定函数本地名称，因此此SyntaxError和歧义不存在。

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Python 2 vs 3兼容性的一种特殊情况是，尽管Python 2.7文档指出：

形式exec(expr, globals)等同于exec expr in globals ，而形式exec(expr, globals, locals)等同于exec expr in globals, locals 。 exec的元组形式提供了与Python 3的兼容性，其中exec是函数而不是语句。

元组形式并不总是100％兼容的，因为在处理带有嵌套函数的函数中exec存在错误（issue 21591） ； 在Python 2.7.8之前，以下代码可能引发了异常：

def func():
    exec('print "hi from test2"', {})
    def subfunction():
        return None

这已在Python 2.7.9中修复，并且不再抛出。

Answer 4

在修改print语句以使用print函数之后，在Python 3.1.3中效果很好。

在Python 2.6中，它会产生SyntaxError: unqualified exec is not allowed in function 'test2' it contains a nested function with free variables ，我认为这不是错误。

Answer 5

该错误对我来说似乎很明显：

SyntaxError: unqualified exec is not allowed in function 'test2' it contains a nested function with free variables

有关更多信息，请参见pep 227： http ： //www.python.org/dev/peps/pep-0227/

Answer 6

dict和list理解也可能被视为Python 2.7.5的子函数

例如，这在Python 2.7.5上失败，但在Python 2.7.12上有效：

def func():
    exec('print("a")')
    (str(e) for e in range(10))

与：

  File "./a.py", line 4
    exec('print("a")')
SyntaxError: unqualified exec is not allowed in function 'func' it contains a nested function with free variables

它可能在内部被编译为字节码中的函数。

TODO查找修复提交。 这超出了我的git log --grep foo。

类似dict理解：

def func():
    exec('print("a")', {e:str(e) for e in range(10)})

这是特别糟糕的，因为它是global参数的通用参数。

还提出了： https : //github.com/sphinx-doc/sphinx/issues/5417#issuecomment-421731085