为什么在exec中闭包失效？

Question

在Python 2.6中，

>>> exec "print (lambda: a)()" in dict(a=2), {}
2
>>> exec "print (lambda: a)()" in globals(), {'a': 2}
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 1, in <lambda>
NameError: global name 'a' is not defined
>>> exec "print (lambda: a).__closure__" in globals(), {'a': 2}
None

我本来以为它会打印出数字2两次，然后再打印一个包含单个cell的元组。Python 3.1也是这种情况。到底发生了什么呢？

Answer 1

当你把一个字符串传给 exec 或 eval 时，它会先把这个字符串编译成一个代码对象，然后才会考虑全局变量和局部变量。所以当你这样写：

eval('lambda: a', ...)

其实它的意思是：

eval(compile('lambda: a', '<stdin>', 'eval'), ...)

编译的时候，compile 并不知道 a 是一个自由变量，所以它把它当作全局变量来处理：

>>> c= compile('lambda: a', '<stdin>', 'eval')
>>> c.co_consts[0]
<code object <lambda> at 0x7f36577330a8, file "<stdin>", line 1>
>>> dis.dis(c.co_consts[0])
  1           0 LOAD_GLOBAL              0 (a)
              3 RETURN_VALUE        

因此，要让它正常工作，你必须把 a 放在全局变量里，而不是局部变量里。

是的，这有点复杂。不过我想这就是 exec 和 eval 的特点吧……它们本来就不应该那么简单易用。