python - Python 2 和 Python 3 中 exec 函数的行为

Question

以下代码在 Python2 和 Python3 中给出了不同的输出:

from sys import version

print(version)

def execute(a, st):
    b = 42
    exec("b = {}\nprint('b:', b)".format(st))
    print(b)
a = 1.
execute(a, "1.E6*a")

Python2 打印:

2.7.2 (default, Jun 12 2011, 15:08:59) [MSC v.1500 32 bit (Intel)]
('b:', 1000000.0)
1000000.0

Python3 打印:

3.2.3 (default, Apr 11 2012, 07:15:24) [MSC v.1500 32 bit (Intel)]
b: 1000000.0
42

为什么 Python2 将 execute 函数中的变量 b 绑定(bind)到 exec 的字符串中的值> 函数，而 Python3 不这样做？如何在 Python3 中实现 Python2 的行为？我已经尝试将全局变量和局部变量的字典传递给 Python3 中的 exec 函数，但到目前为止没有任何效果。

--- 编辑 ---

阅读 Martijns 的回答后，我用 Python3 进一步分析了这个问题。在下面的示例中，我将 locals() 字典作为 d 给 exec，但是 d['b']打印的不仅仅是打印 b。

from sys import version

print(version)

def execute(a, st):
    b = 42
    d = locals()
    exec("b = {}\nprint('b:', b)".format(st), globals(), d)
    print(b)                     # This prints 42
    print(d['b'])                # This prints 1000000.0
    print(id(d) == id(locals())) # This prints True
a = 1.
execute(a, "1.E6*a")

3.2.3 (default, Apr 11 2012, 07:15:24) [MSC v.1500 32 bit (Intel)]
b: 1000000.0
42
1000000.0
True

比较d和locals()的id，发现是同一个对象。但在这些条件下，b 应该与 d['b'] 相同。我的示例有什么问题？

Answer 1

Python 2 中的 exec 和 Python 3 中的 exec() 有很大区别。你把 exec 当作一个函数，但它确实是 Python 2 中的一个语句。

由于这种差异，您不能在 Python 3 中使用 exec 更改函数范围内的局部变量，即使在 Python 2 中是可能的。甚至以前声明的变量也不行。

locals() 只反射(reflect)一个方向的局部变量。以下内容在 2 或 3 中都不起作用:

def foo():
    a = 'spam'
    locals()['a'] = 'ham'
    print(a)              # prints 'spam'

在 Python 2 中，使用 exec 语句意味着编译器知道关闭局部作用域优化(从 LOAD_FAST 切换到 LOAD_NAME例如，在局部和全局范围内查找变量)。由于 exec() 是一个函数，该选项不再可用并且函数作用域现在总是优化。

此外，在 Python 2 中，exec 语句使用 PyFrame_LocalsToFast 显式地将在 locals() 中找到的所有变量复制回函数 locals，但前提是没有提供globals 和locals 参数。

正确的解决方法是为您的 exec() 调用使用新的命名空间(字典):

def execute(a, st):
    namespace = {}
    exec("b = {}\nprint('b:', b)".format(st), namespace)
    print(namespace['b'])

exec() documentation对这个限制非常明确:

Note: The default locals act as described for function locals() below: modifications to the default locals dictionary should not be attempted. Pass an explicit locals dictionary if you need to see effects of the code on locals after function exec() returns.