Создание динамически именованных переменных в функции в python 3 / понимание exec / eval / locals в python 3

когда вы не уверены, почему что-то работает так, как в Python, это часто может помочь поместить поведение, которое вы путаете в функции, а затем разобрать его из байт-кода Python с помощью .

давайте начнем с более простой версии вашего кода:

def foo():
    exec("K = 89")
    print(K)

если вы запустите foo(), вы получите то же исключение, которое вы видите с вашей более сложной функцией:

>>> foo()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#167>", line 1, in <module>
    foo()
  File "<pyshell#166>", line 3, in foo
    print(K)
NameError: name 'K' is not defined

давайте разберем его и посмотрим почему:

>>> import dis
>>> dis.dis(foo)
  2           0 LOAD_GLOBAL              0 (exec)
              3 LOAD_CONST               1 ('K = 89')
              6 CALL_FUNCTION            1 (1 positional, 0 keyword pair)
              9 POP_TOP

  3          10 LOAD_GLOBAL              1 (print)
             13 LOAD_GLOBAL              2 (K)
             16 CALL_FUNCTION            1 (1 positional, 0 keyword pair)
             19 POP_TOP
             20 LOAD_CONST               0 (None)
             23 RETURN_VALUE

операция, на которую вам нужно обратить внимание, называется "13". Здесь компилятор обрабатывает поиск K в последней строке функция (print(K)). Он использует LOAD_GLOBAL код операции, который терпит неудачу, потому что " K " не является глобальным именем переменной, а это значение в нашем locals() dict (добавлено exec звонок).

что если мы убедили компилятор, чтобы увидеть K как локальная переменная (предоставив ей значение перед под управлением exec), поэтому он будет знать, что не нужно искать глобальную переменную, которая не существует?

def bar():
    K = None
    exec("K = 89")
    print(K)

эта функция не даст вам ошибку, если вы запустите ее, но вы не получите ожидаемое значение распечатано:

>>> bar()
None

давайте разберем, чтобы понять, почему:

>>> dis.dis(bar)
  2           0 LOAD_CONST               0 (None)
              3 STORE_FAST               0 (K)

  3           6 LOAD_GLOBAL              0 (exec)
              9 LOAD_CONST               1 ('K = 89')
             12 CALL_FUNCTION            1 (1 positional, 0 keyword pair)
             15 POP_TOP

  4          16 LOAD_GLOBAL              1 (print)
             19 LOAD_FAST                0 (K)
             22 CALL_FUNCTION            1 (1 positional, 0 keyword pair)
             25 POP_TOP
             26 LOAD_CONST               0 (None)
             29 RETURN_VALUE

обратите внимание на коды операций, используемые в "3"и " 19". Компилятор Python использует STORE_FAST и LOAD_FAST поставить значение для локальной переменной K в слот 0 и позже вытащить его обратно. С помощью пронумерованные слоты значительно быстрее, чем вставка и извлечение значений из словаря, такого как locals(), поэтому компилятор Python делает это для всех локальных переменных доступа в функции. Вы не можете перезаписать локальную переменную в слоте, изменив словарь, возвращаемый locals() (as exec делает, если вы не передаете ему dict для использования в его пространстве имен).

действительно, давайте попробуем третью версию нашей функции, где мы заглянем в locals опять же, когда у нас есть K определяется как обычная локальная переменная:

def baz():
    K = None
    exec("K = 89")
    print(locals())

вы не увидите 89 на выходе на этот раз либо!

>>> baz()
{"K": None}

причина, по которой вы видите старый K значение locals() объясняется функции:

обновить и вернуть словарь, представляющий текущую таблицу локальных символов.

слот, что локальная переменная Kзначение S хранится в не было изменено exec оператор, который только изменяет locals() дикт. Когда вы звоните locals() опять же, Python "update[s]" словарь со значением из слота, заменив значение, хранящееся там на exec.

вот почему врачи говорят:

Примечание: содержимое этого словаря не должно изменяться; изменения не могут повлиять на значения локальных и свободных переменных, используемых интерпретатором.

код exec вызов изменяет locals() dict, и вы обнаруживаете, как его изменения не всегда видны в вашем более позднем коде.