从字符串创建函数对象

Question

问题：在Python中，有没有一种使用字符串来创建函数对象的方法？

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信息：我正在开发一个项目，将数据存储在sqlite3服务器后端上。这并不是什么特别的事情。由于生成的代码非常枯燥乏味，因此DAL类通常通过代码生成来完成。但这给了我一个想法。在Python中，如果找不到属性，如果定义了函数__getattr__，则会在出现错误之前先调用它。所以我的想法是，通过解析器和逻辑树，在首次调用时动态生成所需的代码，然后将函数对象保存为本地属性。例如：

DAL.getAll()

#getAll() not found, call __getattr__

DAL.__getattr__(self,attrib)#in this case attrib = getAll

##parser logic magic takes place here and I end up with a string for a new function

##convert string to function

DAL.getAll = newFunc

return newFunc

我已经尝试了编译函数，但exec和eval在能够完成这种任务方面远非令人满意。我需要一些可以允许多行函数的东西。除了那些涉及将它写入磁盘的方法外，是否还有其他方法可以实现此目的？再次强调，我正在尝试动态创建函数对象。

P.S.：是的，我知道这会带来严重的安全和稳定性问题。是的，我知道这是一个可怕的低效率的做法。但我不在乎。这是一个概念验证。我想知道“Python能否做到这一点？它能动态创建函数对象吗？”而不是一些更好的替代方案。（当然，在回答问题后，请自由附上更好的替代方案）

- Narcolapser

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"exec和eval在能够完成这种任务方面远非令人满意"? 什么？exec完全可以做到。你遇到了什么具体的错误或问题？ - S.Lott

尝试从exec返回一些内容。 - Narcolapser

exec 只是运行代码，它们按照字面意思执行。a = eval("123") 将 123 绑定到 a 上。你会得到表达式的值。 - Skurmedel

@Narcolapser：那么你可能需要类似于codeop库或py_compile的东西。例如：exec(codeop.compile_command("import os; print(os.getcwd())")) - Skurmedel

@Narcolapser：exec 函数没有返回任何东西，它只是用来创建函数。在运行 exec 之后，该函数就被创建出来了，你可以直接使用它。 - S.Lott

Answer 1

以下代码将您在字典d中定义的符号放入字符串中：

d = {}
exec "def f(x): return x" in d

现在d ['f']是一个函数对象。如果您想在字符串中的代码中使用程序中的变量，则可以通过d发送此变量：

d = {'a':7}
exec "def f(x): return x + a" in d

现在，d['f']是一个函数对象，它被动态地绑定到d['a']。当你改变d['a']时，你改变了d['f']()的输出。

- Gurgeh

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正如S.Lott所说，如果您只运行exec而不加“in”，则会在当前命名空间中创建一个新函数。执行“def f(x): return x”将给您一个新的函数对象f，可以在您的代码中使用。 - Gurgeh

这正是我想要的。我想我缺少的是没有考虑在我的exec语句中加入'def'。但这正是我想要的。谢谢。 - Narcolapser

即使使用 "from math import *"，如果将 x 替换为 sin(x)，这个方法也不起作用。看来它只适用于像 x + 1.0 这样的简单数学运算。 - Taozi

@Taozi，它运行得很好。你的作用域不会神奇地转移到d，你必须添加你想要使用的名称，像这样：d = {'a':7, 'sin':math.sin}，如果你之前导入了math，它将起作用。 - Gurgeh

请注意，在Python 3+中，您需要使用exec(string, d)（它是一个函数，就像现在的print一样）；请参阅此SO问题，了解Py2与Py3之间差异的详细信息：https://dev59.com/6WUp5IYBdhLWcg3wvZVV。 - Nathan

可以通过在一个方法中调用 exec("""def foo(x):\n print(x)""", self.__dict__) 来向类添加函数，例如在 init() 方法中。 - Thomas

Answer 2

你不能做像这样的事情吗？

>>> def func_builder(name):
...  def f():
...   # multiline code here, using name, and using the logic you have
...   return name
...  return f
... 
>>> func_builder("ciao")()
'ciao'

基本上，需要组合一个真实的函数而不是组合一个字符串，然后试图将其编译成一个函数。

- riffraff

Answer 3

如果只是概念证明，那么 eval 和 exec 是可以的，您还可以使用 pickle 字符串、yaml 字符串或任何其他您决定编写构造函数的内容来实现这一点。

- Jakob Bowyer

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尝试从exec返回一些内容。 - Narcolapser

这是正确的方法。使用现有的解析器来解析您的字符串，然后让它填充函数对象中的变量。如果它是完整的函数，则需要获取更强大的解析器。 - wheaties

就像 PIL 的 'tostring' 和 'fromstring' 方法一样，喜欢 yamls 对象创建似乎也很有趣。 - Jakob Bowyer