Python支持动态代码主要三个函数,分别是compile、eval和exec。本节介绍compile函数的语法和相关使用。compile函数用来编译一段字符串的源码,将其编译为字节码或者AST(抽像语法树)。

一、 语法

compile个内置函数,语法如下:

compile(source, filename, mode, flags=0, dont_inherit=False, optimize=-1)

二、 参数解释:

1、 source:是一串字符串的源码,或者是AST(抽像语法树)对象数组,就是需要执行的代码对象。

2、 filename:参数filename用于在执行代码报错的运行时错误消息中显示该参数对应的信息,当source是执行代码从文件中读取的代码字符串时,则可以存放文件名,如果不是从文件里读取源码来编译,那么这里可以放一些用来标识这些代码的字符串,其值理论上是任何字符串,没有特殊要求,一般都放‘’,用于表示前面的source是个字符串,如果source放AST,则可以标识为‘’;

3、 mode:三个取值,分别是'exec'、'single' 、'eval',如果是‘exec’表示编译的是一段代码或模块, 'single'表示编译的是一个单独的语句, 'eval'表示编译的是一个表达式而不是一个语句。

这三种模式中,老猿初步验证凡是'single'模式能编译的就能‘exec’模式编译,‘eval’和二者不能互换。

4、 flags和dont_inherit

这两个参数是组合使用,可选参数 flags 和 dont_inherit 控制在编译 source 时要用到哪个 future 语句。

如果两者都未提供(或都为零)则会使用调用 compile() 的代码中有效的 future 语句来编译代码。 如果给出了 flags 参数但没有 dont_inherit (或是为零) 则 flags 参数所指定的 以及那些无论如何都有效的 future 语句会被使用。 如果 dont_inherit 为一个非零整数,则只使用 flags 参数 -- 在调用外围有效的 future 语句将被忽略。

future 语句使用比特位来指定,多个语句可以通过按位或来指定。具体特性的比特位可以通过 __future__ 模块中的 _Feature 类的实例的 compiler_flag 属性来获得。

不知道各位有明白的没有,以上这段解释直接来自于Python 标准库,老猿只是照抄,没有看懂,估计涉及Python的高级特性future,以后再研究吧,我们暂时都用缺省值。

5、 optimize:optimize到Python的代码优化机制。

Python为了适应不同的执行要求定义了几种代码优化的策略:

1) 缺省值是-1,表示使用命令行参数-O中获取的优化等级为准;

2) 如果设置值为0,是没有优化,__debug__为true支持debug信息(if __debug__语句下的语句,就是开发者根据需要加入的调试信息)在运行中展示;

3) 如果设置值为1,assert语句被删除,__debug__设置为false确保调试语句不执行;

4) 如果设置值为2,除了设置值为1的功能之外,还会把代码里文档字符串也删除掉,达到最佳优化结果。

三、 compile函数返回结果

1、 如果编译通过,结果可以生成字节码(类型code)或者AST(抽像语法树),字节码可以使用函数exec()或eval来执行,而AST可以使用eval()来继续编译(关于AST的内容本节都不介绍,ATS 对象:Abstract Syntax Tree,抽象语法树,是源代码语法结构的一种抽象表示。关于抽象语法树大家可以参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/26988179;

2、 exec 语句:exec 执行储存在字符串或文件中的Python语句,相比于 eval,exec可以执行更复杂的 Python 代码。需要说明的是在 Python2 中exec不是函数,而是一个内置语句;

3、 如果编译的源码不合法,此函数会触发 SyntaxError 异常;如果源码包含 空字节(空字符串),则3.5版本以前会触发 ValueError 异常,3.5版本后则不会触发可以编译通过并执行。注意:

1) 在 'single' 或 'eval' 模式编译多行代码字符串(这些串必须是一个完整语句或表达式而不是多个语句或表达式)时,输入必须以至少一个换行符结尾;

2) 如果编译足够大或者足够复杂的字符串成 AST 对象时,Python 解释器会因为 Python AST 编译器的栈深度限制而崩溃

四、 例子:

1、 从字符串编译

s="""
person=['张三','李四']
for p in person: print('name=',p)
while(True):
s=input("I will exit,are you ready(y/n)?")
if s=='Y': break;
if s=='y': break;
"""
c=compile(s,'','exec')

上述代码包含两个语句,一个s赋值为一段代码的语句(注意这里用的多行字符串是用三个双引号标记的,这与前面讲字符串的内容不同,应该说前面介绍时的三引号是三个单引号,实际上三个双引号也可以,误导了大家非常抱歉),一个编译语句,这里编译用了三个参数,第一个是代码字符串,第二个是代码字符串的来源说明信息,你可以改成任何需要的内容,第三个是编译模式,用的是’exec’,也只能用‘exec’。编译完了就可以执行,等下再讲。

2、 从文件compiler.py读取内容编译

# compiler.py
with open('source.py') as f:
source = f.read()
executable = compile(source, 'source.py', 'exec')

涉及文件操作在后面再介绍,这里说明一下,source字符串变量的值是从文件compiler.py中读取的,编译实际上是编译的读取内容,而第二个参数文件名只是说明这些代码串是来源于 source.py,仅在代码有错时报告错误信息中展示文件名,你完全可以改成不相关的内容。

本节老猿详细介绍了动态执行的代码编译函数compile,其实在进行动态执行时,相关的语句可以经过调用compile函数编译,也可以不调用compile编译。其区别就是编译后对于重复执行的代码会提高效率。

老猿Python()系列文章用于逐步介绍老猿学习Python后总结的学习经验,这些经验有助于没有接触过Python的程序员可以很容易地进入Python的世界。