Python Eval and Execute

1.Introduction

如果要把 string 的內容, 當成程式碼來執行, 可以用到 eval 或 exec

例如有個 string , 為 s1="3+5" 我們想要算它執行的結果, 可用

>>> s1="3+5"
>>> eval(s1)
8

來看一下怎麼用 eval 或 exec

2. eval

eval 是當我們要計算某一個字串中的運算, 並且 會回傳計算結果 ,如下

>>> eval('3+1')
4

除了用於數字, 也可用於其他 type , 例如 list

>>> eval('[3,4,5]+[2]')
[3, 4, 5, 2]

或是我們要呼叫 object 的 method 也可以

>>> eval('"234232".replace("2","@")')
'@34@3@'

2.1. eval with variable and function

eval 可以用於自訂變數

>>> x = 3
>>> eval('x+2')
5

或是自訂的 function

>>> def myfun(y):
...     return y+4
...

>>> eval('myfun(x)')
7

也可用於自訂變數的 method

>>> a=[1,2]
>>> eval('a.reverse()')
>>> print a
[2, 1]

2.2. eval with builtins

當然, eval 也可用於 built-in function

>>> eval('abs(-3)')
3

也可以限制 built-in function 的使用

例如在 eval 的第二個 argument 輸入 {"__builtins__" : None } , 如下

>>> eval('abs(-3)',{"__builtins__" : None })
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 1, in <module>
NameError: name 'abs' is not defined

2.3. eval with restricted variable

為了避免 eval 不小心變更到程式裡面的某些 variable 的值, 我們可以用以下方法, 限制 eval 可以使用的 variable

例如, 有三個 variable , 分別為 pb1 , pb2 與 pr1 , 其中, 我們只希望 eval 可以使用 pb1 和 pb2 兩個 variable , 則可以建立一個 dict 來限制, 如下

>>> pb1 = 123
>>> pb2 = [12,13,14]
>>> pr1 = 456
>>> pblist = ['pb1','pb2']
>>> pbdict = dict([ (k, locals().get(k, None)) for k in pblist ])
>>> print pbdict
{'pb1': 123, 'pb2': [12, 13, 14]}

其中, pbdict 限制了 eval 可以使用哪些 variable , 把 pbdict 放在 eval 的第三個 argument , 如下

>>> eval("pb1+2", None, pbdict)
125

>>> eval("pb2[2]+3", None, pbdict)
17

結果顯示, 有在 pbdict 裡面的 variable 可以使用, 但沒在 pbdict 裡面的 variable 就不可以使用了, 如下

>>> eval("pr1+3", None, pbdict)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 1, in <module>
NameError: name 'pr1' is not defined

2.4. restriction on eval

並不是所有的expression 都可以用 eval , 例如, assignment 就不能用於 eval , 如下

>>> eval('a=3')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 1
    a=3
     ^
SyntaxError: invalid syntax

或是其他跟 assignment 有關的 operator 也不行

>>> a=[1,2]
>>> eval('a+=[3]')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 1
    a+=[3]
      ^
SyntaxError: invalid syntax

這時就需要用到 exec 了

3. exec

exec 是把字串當成程式碼來執行, 但是 不會回傳結果 , 如下

>>> exec('3+5')

如果要印出結果, 則要加個 print

>>> exec('print 3+5')
8

3.1. exec with variable

exec 也可以用於 variable

>>> x = 3
>>> exec('x+3')
>>> print x
3

也可用於自訂的 function

>>> def myfun(y):
...     return y+4
...

>>> exec('myfun(x)')
>>> print x
3

和 eval 不同的是, exec 可以用於 assignment

>>> exec('z = 5')
>>> print z
5

以及其他和 assignment 相關的 operator

>>> exec('x += 1')
>>> print x
4

3.2. exec with builtins

exec 可以用於 built-in function

>>> exec("print abs(-3)")
3

也可以用 {"__builtins__" : None } 限制 built-in function 的使用

>>> exec("print abs(-3)",{"__builtins__" : None })
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 1, in <module>
NameError: name 'abs' is not defined

3.3. exec with restricted variable

和 eval 一樣, exec 也可以用 dict 來限制可以使用的 variable

>>> pb1 = 123
>>> pb2 = [12,13,14]
>>> pr1 = 456
>>> pblist = ['pb1','pb2']
>>> pbdict = dict([ (k, locals().get(k, None)) for k in pblist ])
>>> print pbdict
{'pb1': 123, 'pb2': [12, 13, 14]}

同時, exec 又可以使用 assignment, 但是要注意了, 此 assignment 只會修改到 dict 中的值, 例如我們 assign 一個新的值給 pb1

>>> exec("pb1=pb1+2", None, pbdict)
>>> exec("print pb1", None, pbdict)
125

但是, exec 不會更改到原本的 variable 的值, 原本的 pb1 還是不便

>>> print pb1
123

改變的只有在 pdict 中的 pb1

>>> print pbdict['pb1']
125

但如果是針對 object 就不一樣了, 因為在 dict 中的是 reference 而不是 value , 所以會修改到原本 variable 的 value, 例如 assign 新的值給 pb2

>>> exec("pb2[2]=pb2[2]+3", None, pbdict)
>>> print pb2
[12, 13, 17]

>>> print pbdict['pb2']
[12, 13, 17]

不論是原本的 pb2 還是 pbdict 中的 pb2 都改變了

當然, 跟 eval 一樣的是, 如果 variable 沒在 dict 中, 就不可以使用了

>>> exec("print pr1+3", None, pbdict)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 1, in <module>
NameError: name 'pr1' is not defined

3.4. exec with exec-defined variable

承上, exec 由於有 assignment 的功能, 所以可以自己加 variable 到 dict 裏面, 如下, 我們限制 exec 從一個空的 dict pbdict2={} 開始

>>> pbdict2={}
>>> exec("x=5", None, pbdict2)
>>> exec("y=3", None, pbdict2)

做完以上 assignment 之後 , 我們再把 pbdict 印出來看看, 發現多了兩個新的 variable

>>> print pbdict2
{'y': 3, 'x': 5}

當然, exec 可以用這兩個 variable 做運算

>>> exec("print x+y", None, pbdict2)
8

3.5. exec lines of codes

exec 可以執行多行字串中的程式碼, 如下

>>> codes="""
... x=5
... for i in range(3):
...     x+=i
...     print i,x
... """

>>> exec(codes)
0 5
1 6
2 8

Mark Chang's Blog

Machine Learning, Deep Learning and Python