如何在Python中执行包含Python代码的字符串？

Question

我该如何在Python中执行包含Python代码的字符串呢？

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_{编辑提示：绝对不要对可能来自程序外部的数据使用eval（或exec）。这会带来严重的安全风险。因为这样你就允许数据的作者在你的电脑上运行任意代码。如果你来这里是想在Python程序中按照某种模式创建多个变量，你几乎肯定遇到了一个XY问题。其实根本不需要创建那些变量，可以适当地使用列表或字典。}

Answer 1

eval 和 exec 是正确的解决方案，而且可以用更安全的方式来使用。

正如在 Python的参考手册 中讨论的，以及在 这个教程中清楚解释的，eval 和 exec 函数有两个额外的参数，可以让用户指定哪些全局和局部的函数和变量是可用的。

举个例子：

public_variable = 10

private_variable = 2

def public_function():
    return "public information"

def private_function():
    return "super sensitive information"

# make a list of safe functions
safe_list = ['public_variable', 'public_function']
safe_dict = dict([ (k, locals().get(k, None)) for k in safe_list ])
# add any needed builtins back in
safe_dict['len'] = len

>>> eval("public_variable+2", {"__builtins__" : None }, safe_dict)
12

>>> eval("private_variable+2", {"__builtins__" : None }, safe_dict)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 1, in <module>
NameError: name 'private_variable' is not defined

>>> exec("print \"'%s' has %i characters\" % (public_function(), len(public_function()))", {"__builtins__" : None}, safe_dict)
'public information' has 18 characters

>>> exec("print \"'%s' has %i characters\" % (private_function(), len(private_function()))", {"__builtins__" : None}, safe_dict)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<string>", line 1, in <module>
NameError: name 'private_function' is not defined

本质上，你是在定义代码执行的命名空间。

Answer 2

对于语句，可以使用 exec(string)（Python 3）或者 exec string（Python 2）：

>>> my_code = 'print("Hello world")'
>>> exec(my_code)
Hello world

当你需要一个表达式的值时，可以使用 eval(string)：

>>> x = eval("2+2")
>>> x
4

不过，首先要问问自己，真的有必要这样做吗？执行代码通常是最后的选择：它速度慢，效果不好，而且如果代码中包含用户输入的内容，可能会很危险。你应该先考虑其他的选择，比如更高阶的函数，看看这些是否能更好地满足你的需求。

Answer 3

在这个例子中，使用exec函数把一个字符串当作代码来执行。

import sys
import StringIO

# create file-like string to capture output
codeOut = StringIO.StringIO()
codeErr = StringIO.StringIO()

code = """
def f(x):
    x = x + 1
    return x

print 'This is my output.'
"""

# capture output and errors
sys.stdout = codeOut
sys.stderr = codeErr

exec code

# restore stdout and stderr
sys.stdout = sys.__stdout__
sys.stderr = sys.__stderr__

print f(4)

s = codeErr.getvalue()

print "error:\n%s\n" % s

s = codeOut.getvalue()

print "output:\n%s" % s

codeOut.close()
codeErr.close()