获取通过 'exec' 创建的局部变量

Question

我正在尝试创建一个函数包装器，目的是自动打印出函数中每个变量的赋值情况。为此，我打算在被包装的函数代码上使用 exec() 函数，然后从执行中获取新的局部变量，并打印出这些变量的字典。

def track_assignments(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        assignments = {}
        exec(func.__code__, globals(), assignments)
        for k, v in assignments.items():
            print(f"{k} = {v}")
    return wrapper

@track_assignments
def test():
    a = 10
    b = 20
    c = a * b
    print(a)

if __name__ == '__main__':
    test()

不过，这个方法没有成功。执行代码时，assignments 字典是空的，我不太明白为什么。

我查看了其他一些问题，比如 这个，还有 exec 的文档，我按照里面的回答去做，但还是不知道自己哪里出错了。

附言：如果有人能想到更有效的方法来打印函数中所有变量的赋值，我会很感激能得到一些新的想法。

相关问题：

• 如何防止Python中的名称错误？
• 在Python中嵌套'WITH'语句
• 如何避免两次写request.GET.get()以便打印？
• Python调试技巧
• 在Python中应该用什么替代表达式中的赋值？
• 如何在使用`exec`调用时更新局部变量？
• 有没有方法修改locals字典？
• 检测Python脚本在IPython中交互式运行的情况

Answer 1

如果你刚开始学习Python，想要让这样的装饰器工作，可能会遇到比你想象中更复杂的问题。

我可能明天会详细补充这个回答，这里先给你一个简单粗暴的解决方案，看起来是有效的。如果你打算用它来做除了玩乐或学习以外的事情，请再考虑一下，最好不要这样做。

import pprint
import sys

def track_assignments(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        ns = {}

        def observer(frame, event, _):
            nonlocal ns
            if event == 'return' and frame.f_code.co_name == func.__name__:
                ns = dict(frame.f_locals)

        old_profile = sys.getprofile()
        sys.setprofile(observer)

        try:
            ret = func(*args, **kwargs)
        finally:
            sys.setprofile(old_profile)

        pprint.pprint(ns)
        return ret

    return wrapper

这到底是怎么回事呢？这个实现的核心是 sys.setprofile，你可以看看文档，了解更多关于它和栈帧的知识——这个话题太广泛，单靠一个回答是讲不完的。

第二个条件（frame.f_code.co_name == func.__name__）其实不是绝对必要的：因为你的函数在调用链中本来就是最后一个，所以它的值会覆盖之前收集的所有内容。不过，这个条件可以作为一个简单的检查，确保我们没有做错什么。