使用“exec”调用时，如何更新局部变量？

问题描述：

我以为这会打印 3，但它打印了 1：

def f():
    a = 1
    exec("a = 3")
    print(a)

f()

我正在使用 Python 3。在 Python 2 中，它可以按预期工作（打印 3）。

解决方案 1：

Python3 错误列表中对此问题进行了一些讨论。最终，要获得此行为，您需要执行以下操作：

def foo():
    ldict = {}
    exec("a = 3", globals(), ldict)
    a = ldict['a']
    print(a)

如果你查看Python3 文档exec，你会看到以下说明：

默认局部变量的作用如下所述locals()：*不应尝试修改默认局部变量字典。如果您需要在函数返回后查看代码对局部变量的影响，请传递显式局部变量字典。*exec()

这意味着单参数exec不能安全地执行任何绑定局部变量的操作，包括变量赋值、导入、函数定义、类定义等。如果它使用声明global，它可以分配给全局变量，但不能分配给局部变量。

回顾错误报告中的具体消息，Georg Brandl 说：

在没有几个后果的情况下，动态修改函数的局部变量是不可能的：通常，函数局部变量不存储在字典中，而是存储在数组中，其索引是在编译时根据已知的本地设置确定的。这至少与 exec 添加的新局部变量相冲突。

然后，关于 Python 2：

旧的 exec 语句可以避免这种情况，因为编译器知道，如果函数中出现没有全局/本地参数的 exec，则该命名空间将“未优化”，即不使用本地数组。由于 exec() 现在是一个普通函数，编译器不知道“exec”可能绑定到什么，因此无法对其进行特殊处理。

重点是我的。

所以它的要点是 Python3 可以通过默认不允许这种行为来更好地优化局部变量的使用。

为了完整起见，这在 Python 2.X 中确实按预期工作：

Python 2.6.2 (release26-maint, Apr 19 2009, 01:56:41) 
[GCC 4.3.3] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> def f():
...     a = 1
...     exec "a=3"
...     print a
... 
>>> f()
3

解决方案 2：

无法exec以此方式更改函数内的局部变量的原因以及为什么exec会这样操作，可以总结如下：

1. exec是一个与调用它的最内层作用域共享其本地作用域的函数。

2. 每当您在函数范围内定义新对象时，它都可以在其本地命名空间中访问，即它将修改字典local()。当您在中定义新对象时，exec它所做的大致相当于以下内容：

from copy import copy
class exec_type:
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        # default initializations
        # ...
        self.temp = copy(locals())

    def __setitem__(self, key, value):
        if var not in locals():
            set_local(key, value)
        self.temp[key] = value

temp是一个临时命名空间，在每次实例化后（每次调用时exec）重置。

1. Python 开始从本地命名空间查找名称。这被称为 LEGB 方式。Python 从本地命名空间开始，然后查找封闭范围，然后是全局范围，最后在内置命名空间中查找名称。

一个更全面的例子如下：

g_var = 5

def test():
    l_var = 10
    print(locals())
    exec("print(locals())")
    exec("g_var = 222")
    exec("l_var = 111")
    exec("print(locals())")

    exec("l_var = 111; print(locals())")

    exec("print(locals())")
    print(locals())
    def inner():
        exec("print(locals())")
        exec("inner_var = 100")
        exec("print(locals())")
        exec("print([i for i in globals() if '__' not in i])")

    print("Inner function: ")
    inner()
    print("-------" * 3)
    return (g_var, l_var)

print(test())
exec("print(g_var)")

输出：

{'l_var': 10}
{'l_var': 10}

当地人也一样。

{'l_var': 10, 'g_var': 222}

添加g_var和更改后，l_var它仅添加g_var而保持l_var不变。

{'l_var': 111, 'g_var': 222}

l_var之所以发生改变，是因为我们在一次实例化（一次 exec 调用）中改变并打印了本地变量。

{'l_var': 10, 'g_var': 222}
{'l_var': 10, 'g_var': 222}

在两个函数的本地变量和 exec 的本地变量中都l_var没有改变，但g_var被添加了。

Inner function: 
{}
{'inner_var': 100}
{'inner_var': 100}

inner_function的本地与 exec 的本地相同。

['g_var', 'test']

global 仅包含g_var函数名称（排除特殊方法之后）。

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(5, 10)
5

解决方案 3：

如果你在方法内部，你可以这样做：

# python 2 or 3
class Thing():
    def __init__(self):
        exec('self.foo = 2')
    
x = Thing()
print(x.foo)

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