在Python中：如何将用户输入转换为代码？

Question

我有一个函数，需要在x和y的范围内进行双重积分，范围都是从-10到10。我正在使用SciPy里面的一个内置积分函数来完成这个工作。不过，具体需要积分的函数需要用户输入。

这个函数是A*cos(x+y)，其中A是用户输入的内容。

比如，有时候A是一个常数，比如2。那么积分就是2*cos(x+y)，范围还是从-10到10。我希望用户在被问到A的时候输入2。

但有时候，用户可能想让A等于sin(x)。那么积分就变成了sin(x)*cos(x+y)，范围依然是从-10到10。我希望用户在被问到A的时候输入np.sin(x)。

或者用户可能需要A是np.pi*y*e^(x/3)。

用户输入的A是一个字符串。我该如何将这个字符串变成代码，这样如果用户输入np.sin(x)，在后面的代码中进行积分时，Python能把它识别为np.sin(x)*np.cos(x+y)呢？

如果用户输入错误（比如把np.sin拼错成np.siin），返回一个错误我也是可以接受的。

我写的代码如下：

import numpy as np
from scipy.integrate import dblquad

A = input('Enter your function here: ')

def function(x,y):
    return A*(np.cos(x+y))

integral = dblquad(function, -10, 10, lambda x:-10, lambda x:10)

print integral

感谢任何提供的帮助。

Answer 1

我很确定你可以用“eval”这个函数来实现这个功能。https://docs.python.org/2/library/functions.html#eval

不过要小心，这个函数会执行用户输入的内容，这可能会带来安全风险。

编辑：在你的函数里，把A变量替换成eval(A)。假设这是一个有效的函数，这样应该就能工作了。

Answer 2

我建议你可以尝试以下方法，这个方法不是绝对可靠，但应该能处理大部分情况：

1. 首先，确保你使用的库已经导入。

2. 对用户输入应用以下规则：

   1. 先试着用 int 把它转换成数字，如果失败了：
   2. 看看输入中有没有 .，如果有，就在这个 . 处分开：
      1. 如果 . 左边的部分不是一个模块，那就是无效输入。
      2. 取 . 右边的部分，然后截取到最后一个 (。
      3. 检查这个值是否是模块的一个属性，并且是可以调用的。如果不是，那就是无效输入。
      4. 如果是的话，使用 partials 来调用它，然后把你剩下的公式连接起来。
   3. 如果输入中没有 .，检查一下有没有 (，并截取到这个 (。
   4. 看看结果是否可以调用，使用 partials 来调用它。

这里有一些代码：

import functools
import re

i = 'math.sin(12)'
try:
   i = int(i)
except ValueError:
   bits = i.split('.')
   if len(bits) > 1:
       module = bits[0]
       callable = bits[1][:bits[1].rfind('(')]
       args = re.search(r'\((.*?)\)', i).groups()[0]
       if hasattr(module, callable):
          f = functools.partial(getattr(module, callable), args)

到这里为止，f 就是你可以调用的函数。不过，这段代码有一些问题：

1. 它没有考虑到所有情况，特别是如果用户输入了没有模块的函数，你需要处理这一部分。

2. 它也没有处理复杂的嵌套函数调用。

希望你能在此基础上，根据你的具体需求进行改进。