如何从字符串中的代码加载模块？

Question

我有一些代码，它是以字符串的形式存在的，我想把它变成一个模块，但又不想把它写到硬盘上。

当我尝试使用imp和StringIO对象来实现这个时，我遇到了以下问题：

>>> imp.load_source('my_module', '', StringIO('print "hello world"'))
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: load_source() argument 3 must be file, not instance
>>> imp.load_module('my_module', StringIO('print "hello world"'), '', ('', '', 0))
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: load_module arg#2 should be a file or None

我该如何在没有实际文件的情况下创建这个模块呢？或者，有没有办法把StringIO包装成一个文件，而不写入硬盘？

更新：

注意：这个问题在python3中也是存在的。

我尝试加载的代码只有部分可信。我用ast工具检查过，确认它没有导入任何我不喜欢的东西，也没有做任何我不喜欢的事情，但我还是不太放心，因为在运行这个代码的时候，可能会有本地变量被修改，而且我也不太相信自己的代码能不干扰我想导入的代码。

我创建了一个空模块，里面只包含以下内容：

def load(code):
    # Delete all local variables
    globals()['code'] = code
    del locals()['code']

    # Run the code
    exec(globals()['code'])

    # Delete any global variables we've added
    del globals()['load']
    del globals()['code']

    # Copy k so we can use it
    if 'k' in locals():
        globals()['k'] = locals()['k']
        del locals()['k']

    # Copy the rest of the variables
    for k in locals().keys():
        globals()[k] = locals()[k]

然后你可以导入mymodule并调用mymodule.load(code)。这样对我来说是可行的，因为我确保了我加载的代码没有使用globals。而且，global这个关键词只是一个解析指令，不能引用exec外部的任何东西。

其实，这样在不写入硬盘的情况下导入模块真的太麻烦了，但如果你真的想这么做，我觉得这是最好的方法。

Answer 1

你可以简单地创建一个模块对象，然后把它放进sys.modules里，再把你的代码放进去。

大概可以这样做：

import sys
from types import ModuleType
mod = ModuleType('mymodule')
sys.modules['mymodule'] = mod
exec(mycode, mod.__dict__)

Answer 2

imp.new_module 从 Python 3.4 开始就不推荐使用了，但在 Python 3.9 里仍然可以用。

imp.new_module 被 importlib.util.module_from_spec 替代了。

importlib.util.module_from_spec 比用 types.ModuleType 来创建新模块更受欢迎，因为它可以在模块上设置尽可能多的与导入相关的属性。

importlib.util.spec_from_loader 使用可用的加载器 API，比如 InspectLoader.is_package()，来填补 spec 中缺失的信息。

这些模块属性包括 __builtins__、__doc__、__loader__、__name__、__package__ 和 __spec__。

import sys, importlib.util

def import_module_from_string(name: str, source: str):
  """
  Import module from source string.
  Example use:
  import_module_from_string("m", "f = lambda: print('hello')")
  m.f()
  """
  spec = importlib.util.spec_from_loader(name, loader=None)
  module = importlib.util.module_from_spec(spec)
  exec(source, module.__dict__)
  sys.modules[name] = module
  globals()[name] = module


# demo

# note: "if True:" allows to indent the source string
import_module_from_string('hello_module', '''if True:
  def hello():
    print('hello')
''')

hello_module.hello()

Answer 3

下面是如何在Python 2.x中将一个字符串作为模块导入的方法：

import sys,imp

my_code = 'a = 5'
mymodule = imp.new_module('mymodule')
exec my_code in mymodule.__dict__

在Python 3中，exec是一个函数，所以这样做应该可以：

import sys,imp

my_code = 'a = 5'
mymodule = imp.new_module('mymodule')
exec(my_code, mymodule.__dict__)

现在可以像这样访问模块的属性（还有函数、类等等）：

print(mymodule.a)
>>> 5

如果想忽略下一次导入的尝试，可以把这个模块添加到sys中：

sys.modules['mymodule'] = mymodule