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1. eval函數(shù)

函數(shù)的作用：

計算指定表達(dá)式的值。也就是說它要執(zhí)行的Python代碼只能是單個運算表達(dá)式（注意eval不支持任意形式的賦值操作），而不能是復(fù)雜的代碼邏輯，這一點和lambda表達(dá)式比較相似。

函數(shù)定義：

eval(expression, globals=None, locals=None)

參數(shù)說明：

• expression：必選參數(shù)，可以是字符串，也可以是一個任意的code對象實例（可以通過compile函數(shù)創(chuàng)建）。如果它是一個字符串，它會被當(dāng)作一個（使用globals和locals參數(shù)作為全局和本地命名空間的）Python表達(dá)式進(jìn)行分析和解釋。
• globals：可選參數(shù)，表示全局命名空間（存放全局變量），如果被提供，則必須是一個字典對象。
• locals：可選參數(shù)，表示當(dāng)前局部命名空間（存放局部變量），如果被提供，可以是任何映射對象。如果該參數(shù)被忽略，那么它將會取與globals相同的值。
• 如果globals與locals都被忽略，那么它們將取eval()函數(shù)被調(diào)用環(huán)境下的全局命名空間和局部命名空間。

返回值：

• 如果expression是一個code對象，且創(chuàng)建該code對象時，compile函數(shù)的mode參數(shù)是'exec'，那么eval()函數(shù)的返回值是None；
• 否則，如果expression是一個輸出語句，如print()，則eval()返回結(jié)果為None；
• 否則，expression表達(dá)式的結(jié)果就是eval()函數(shù)的返回值；

實例：

x = 10

def func():
    y = 20
    a = eval('x + y')
    print('a: ', a)
    b = eval('x + y', {'x': 1, 'y': 2})
    print('b: ', b)
    c = eval('x + y', {'x': 1, 'y': 2}, {'y': 3, 'z': 4})
    print('c: ', c)
    d = eval('print(x, y)')
    print('d: ', d)

func()

輸出結(jié)果：

a: 30
b: 3
c: 4
10 20
d: None

對輸出結(jié)果的解釋：

• 對于變量a，eval函數(shù)的globals和locals參數(shù)都被忽略了，因此變量x和變量y都取得的是eval函數(shù)被調(diào)用環(huán)境下的作用域中的變量值，即：x = 10, y = 20，a = x + y = 30
• 對于變量b，eval函數(shù)只提供了globals參數(shù)而忽略了locals參數(shù)，因此locals會取globals參數(shù)的值，即：x = 1, y = 2，b = x + y = 3
• 對于變量c，eval函數(shù)的globals參數(shù)和locals都被提供了，那么eval函數(shù)會先從全部作用域globals中找到變量x, 從局部作用域locals中找到變量y，即：x = 1, y = 3, c = x + y = 4
• 對于變量d，因為print()函數(shù)不是一個計算表達(dá)式，沒有計算結(jié)果，因此返回值為None

2. exec函數(shù)

函數(shù)的作用：

動態(tài)執(zhí)行Python代碼。也就是說exec可以執(zhí)行復(fù)雜的Python代碼，而不像eval函數(shù)那么樣只能計算一個表達(dá)式的值。

函數(shù)定義：

exec(object[, globals[, locals]])

參數(shù)說明：

• object：必選參數(shù)，表示需要被指定的Python代碼。它必須是字符串或code對象。如果object是一個字符串，該字符串會先被解析為一組Python語句，然后在執(zhí)行（除非發(fā)生語法錯誤）。如果object是一個code對象，那么它只是被簡單的執(zhí)行。
• globals：可選參數(shù)，同eval函數(shù)
• locals：可選參數(shù)，同eval函數(shù)

返回值：

exec函數(shù)的返回值永遠(yuǎn)為None.

需要說明的是在Python 2中exec不是函數(shù)，而是一個內(nèi)置語句(statement)，但是Python 2中有一個execfile()函數(shù)?？梢岳斫鉃镻ython 3把exec這個statement和execfile()函數(shù)的功能夠整合到一個新的exec()函數(shù)中去了：

eval()函數(shù)與exec()函數(shù)的區(qū)別：

• eval()函數(shù)只能計算單個表達(dá)式的值，而exec()函數(shù)可以動態(tài)運行代碼段。
• eval()函數(shù)可以有返回值，而exec()函數(shù)返回值永遠(yuǎn)為None。

實例1：

我們把實例1中的eval函數(shù)換成exec函數(shù)試試：

x = 10

def func():
    y = 20
    a = exec('x + y')
    print('a: ', a)
    b = exec('x + y', {'x': 1, 'y': 2})
    print('b: ', b)
    c = exec('x + y', {'x': 1, 'y': 2}, {'y': 3, 'z': 4})
    print('c: ', c)
    d = exec('print(x, y)')
    print('d: ', d)

func()

輸出結(jié)果：

a: None
b: None
c: None
10 20
d: None

因為我們說過了，exec函數(shù)的返回值永遠(yuǎn)為None。

實例2：

x = 10
expr = """
z = 30
sum = x + y + z
print(sum)
"""
def func():
    y = 20
    exec(expr)
    exec(expr, {'x': 1, 'y': 2})
    exec(expr, {'x': 1, 'y': 2}, {'y': 3, 'z': 4})
    
func()

輸出結(jié)果：

60
33
34

對輸出結(jié)果的解釋：

前兩個輸出跟上面解釋的eval函數(shù)執(zhí)行過程一樣，不做過多解釋。關(guān)于最后一個數(shù)字34，我們可以看出是：x = 1, y = 3是沒有疑問的。關(guān)于z為什么還是30而不是4，這其實也很簡單，我們只需要在理一下代碼執(zhí)行過程就可以了，其執(zhí)行過程相當(dāng)于：

x = 1
y = 2

def func():
    y = 3
    z = 4
    
    z = 30
    sum = x + y + z
    print(sum)

func()

3. globals()與locals()函數(shù)

函數(shù)定義及功能說明：

先來看下這兩個函數(shù)的定義和文檔描述

globals() 

描述： Return a dictionary representing the current global symbol table. This is always the dictionary of the current module (inside a function or method, this is the module where it is defined, not the module from which it is called).

翻譯： 返回一個表示當(dāng)前全局標(biāo)識符表的字典。這永遠(yuǎn)是當(dāng)前模塊的字典（在一個函數(shù)或方法內(nèi)部，這是指定義該函數(shù)或方法的模塊，而不是調(diào)用該函數(shù)或方法的模塊）

locals()

描述： Update and return a dictionary representing the current local symbol table. Free variables are returned by locals() when it is called in function blocks, but not in class blocks.

Note The contents of this dictionary should not be modified; changes may not affect the values of local and free variables used by the interpreter.

翻譯： 更新并返回一個表示當(dāng)前局部標(biāo)識符表的字典。自由變量在函數(shù)內(nèi)部被調(diào)用時，會被locals()函數(shù)返回；自由變量在類累不被調(diào)用時，不會被locals()函數(shù)返回。

注意： locals()返回的字典的內(nèi)容不應(yīng)該被改變；如果一定要改變，不應(yīng)該影響被解釋器使用的局部變量和自由變量。

總結(jié)：

• globals()函數(shù)以字典的形式返回的定義該函數(shù)的模塊內(nèi)的全局作用域下的所有標(biāo)識符（變量、常量等）
• locals()函數(shù)以字典的形式返回當(dāng)前函數(shù)內(nèi)的局域作用域下的所有標(biāo)識符
• 如果直接在模塊中調(diào)用globals()和locals()函數(shù)，它們的返回值是相同的

實例1：

name = 'Tom'
age = 18

def func(x, y):
    sum = x + y
    _G = globals()
    _L = locals()
    print(id(_G), type(_G),  _G)
    print(id(_L), type(_L), _L)

func(10, 20)

輸出結(jié)果：

2131520814344 <class 'dict'> {'__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'func': <function func at 0x000001F048C5E048>, '__doc__': None, '__file__': 'C:/Users/wader/PycharmProjects/LearnPython/day04/func5.py', '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000001F048BF4C50>, '__spec__': None, 'age': 18, '__name__': '__main__', 'name': 'Tom', '__package__': None, '__cached__': None}
2131524302408 <class 'dict'> {'y': 20, 'x': 10, '_G': {'__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'func': <function func at 0x000001F048C5E048>, '__doc__': None, '__file__': 'C:/Users/wader/PycharmProjects/LearnPython/day04/func5.py', '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000001F048BF4C50>, '__spec__': None, 'age': 18, '__name__': '__main__', 'name': 'Tom', '__package__': None, '__cached__': None}, 'sum': 30}

實例2：

name = 'Tom'
age = 18

G = globals()
L = locals()
print(id(G), type(G), G)
print(id(L), type(L), L)

輸出結(jié)果：

2494347312392 <class 'dict'> {'__file__': 'C:/Users/wader/PycharmProjects/LearnPython/day04/func5.py', '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x00000244C2E44C50>, 'name': 'Tom', '__spec__': None, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__cached__': None, 'L': {...}, '__package__': None, '__name__': '__main__', 'G': {...}, '__doc__': None, 'age': 18}
2494347312392 <class 'dict'> {'__file__': 'C:/Users/wader/PycharmProjects/LearnPython/day04/func5.py', '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x00000244C2E44C50>, 'name': 'Tom', '__spec__': None, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__cached__': None, 'L': {...}, '__package__': None, '__name__': '__main__', 'G': {...}, '__doc__': None, 'age': 18}

上面打印出的G和L的內(nèi)存地址是一樣的，說明在模塊級別locals()的返回值和globals()的返回值是相同的。

4. compile函數(shù)

函數(shù)的作用：

將source編譯為code對象或AST對象。code對象能夠通過exec()函數(shù)來執(zhí)行或者通過eval()函數(shù)進(jìn)行計算求值。

函數(shù)定義：

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

參數(shù)說明：

• source：字符串或AST（Abstract Syntax Trees）對象，表示需要進(jìn)行編譯的Python代碼
• filename：指定需要編譯的代碼文件名稱，如果不是從文件讀取代碼則傳遞一些可辨認(rèn)的值（通常是用''）
• mode：用于標(biāo)識必須當(dāng)做那類代碼來編譯；如果source是由一個代碼語句序列組成，則指定mode=‘exec'；如果source是由單個表達(dá)式組成，則指定mode=‘eval'；如果source是由一個單獨的交互式語句組成，則指定mode=‘single'。
• 另外兩個可選參數(shù)暫不做介紹

實例：

s = """
for x in range(10):
    print(x, end='')
print()
"""
code_exec = compile(s, '<string>', 'exec')
code_eval = compile('10 + 20', '<string>', 'eval')
code_single = compile('name = input("Input Your Name: ")', '<string>', 'single')

a = exec(code_exec)
b = eval(code_eval)

c = exec(code_single)
d = eval(code_single)

print('a: ', a)
print('b: ', b)
print('c: ', c)
print('name: ', name)
print('d: ', d)
print('name; ', name)

輸出結(jié)果：

0123456789
Input Your Name: Tom
Input Your Name: Jerry
a: None
b: 30
c: None
name: Jerry
d: None
name; Jerry

5. 這幾個函數(shù)的關(guān)系

comiple()函數(shù)、globals()函數(shù)、locals()函數(shù)的返回結(jié)果可以當(dāng)作eval()函數(shù)與exec()函數(shù)的參數(shù)使用。

另外，我們可以通過判斷globals()函數(shù)的返回值中是否包含某個key來判斷，某個全局變量是否已經(jīng)存在（被定義）。

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