Python騷操作：動態定義函式

標題：Python Tips: Dynamic function definition

作者：Philip Trauner

譯者：豌豆花下貓

連結：https://philip-trauner.me/blog/post/python-tips-dynamic-function-definition

基於 MIT 許可協議

在 Python 中，沒有可以在執行時簡化函式定義的語法糖。然而，這並不意味著它就不可能，或者是難以實現。

 from types import FunctionType


 


 foo_code = compile('def foo(): return "bar"', "<string>", "exec")


 foo_func = FunctionType(foo_code.co_consts[0], globals(), "foo")


 


 print(foo_func())

輸出：

 



 bar

剖析

逐行檢視程式碼，你會發現語言/直譯器的屏障是多麼脆弱。

 



 >>> from types import FunctionType

Python 文件通常不會列出那些非用於手動建立的類的特徵（這是完全合理的）。有三種方法可以解決這個問題：help()、inspect（無法檢視內建方法）、以及最後的解決方案，即檢視 CPython 原始碼。

在本例中，help() 與 inspect 都可以完成工作，但是檢視實際的原始碼，則會揭示出關於資料型別的更多細節。

 



 >>> from inspect import signature


 >>> signature(FunctionType)


 <Signature (code, globals, name=None, argdefs=None, closure=None)>

1. code

內部是一個PyCodeobject ，作為types.CodeType 對外開放。非內建方法擁有一個__code__ 屬性，該屬性儲存了相應的程式碼物件。利用內建的 compile() 方法，可以在執行期建立types.CodeType 物件。

2. globals

如果一個函式引用的變數不是在區域性定義的，而是作為引數轉入、由預設引數值提供、或者透過閉包上下文提供，則它會在 globals 字典中查詢。

內建的 globals() 方法會返回一個對當前模組的全域性符號表（global symbol table）的 引用  ，因此能被用來提供一個總是與當前表的狀態相一致的字典。傳入任意其它的字典也是可以的（FunctionType((lambda: bar).__code__, {"bar" : "baz"}, "foo")() == "baz"）。

3. name（可選）

控制所返回的函式的__name__ 屬性。只真正對 lambdas 有用（由於匿名性，它們通常沒有名稱），並且重新命名函式。

4. argdefs（可選）

透過傳入一個包含任意型別的物件的元組，提供了一個方式來供應預設引數值（def foo(bar="baz")）。（FunctionType((lambda bar: bar).__code__, {}, "foo", (10,))() == 10）。

5. closure（可選）

（如果需要在 CPython（PyPy，Jython，...）以外的其它 Python VM 中執行，可能不應該觸及，因為它嚴重地依賴於實現細節）。

一個cell 物件的元組。建立 cell 物件並非完全是直截了當的，因為需要呼叫 CPython 的內部元件，但有一個庫可以令它更加方便：exalt （無恥的廣告）。（譯註：這個庫是作者開發的。）

 



 >>> foo_code = compile('def foo(): return "bar"', "<string>", "exec")

compile() 是一個內建方法，因此同時也是文件豐富的。

exec 模式被用到，因為定義函式需要用多個語句。

 



 >>> foo_func = FunctionType(foo_code.co_consts[0], globals(), "foo")

聚合全部內容，並將動態建立的函式指定給一個變數。

那個被前一句程式碼編譯成的函式，成為了生成的程式碼物件的第一個常量，因此僅僅指向 foo_code 是不充分的。這是 exec 模式的直接後果，因為生成的程式碼物件可以包含多個常量。

 



 >>> print(foo_func())

動態生成的函式可以像其它函式一樣被呼叫。

結尾

• 除了做實驗，需要用到動態建立函式的場景很少。
• 玩耍（Toying around） Python 的內部構件是一種深入學習這門語言的好方法。
• 如果需要，可以毫不費力地越過直譯器/語言的界線。

還是一如既往地： 不要濫用語言  （好吧，一點點也無妨，對吧？）

--------（譯文完）--------