Python3通過字符串訪問和修改局部變量的方法實(shí)例

第Python3通過字符串訪問和修改局部變量的方法實(shí)例目錄技術(shù)背景讀取和修改局部變量讀取和修改全局變量讀取和修改成員變量總結(jié)概要參考鏈接

技術(shù)背景

在Python中定義一個函數(shù)時，就會把變量空間劃分為全局變量(global)與局部變量(local)，如果是定義在一個類的成員函數(shù)中，那么就還有額外的成員變量(self)空間。那么，如果在實(shí)際操作中，想把這幾種不同的變量空間做一個分離的話，有沒有辦法呢？

讀取和修改局部變量

首先來看一下局部變量的讀取，一般有l(wèi)ocals()、vars()和sys._getframe(0).f_code.co_varnames這幾種方法，另外有一種sys._getframe(0).f_locals的方法，其實(shí)等價于locals()，相關(guān)的實(shí)現(xiàn)代碼如下：

x=0

classObj:

def__init__(self,y):

self.func(y)

deffunc(y,z=1):

m=2

print(locals())

print(vars())

print(__import__('sys')._getframe(0).f_code.co_varnames)

if__name__=='__main__':

Obj(2)

該代碼的運(yùn)行結(jié)果如下：

{self:__main__.Objobjectat0x7f5cf5e74e50,y:2,z:1,m:2}

{self:__main__.Objobjectat0x7f5cf5e74e50,y:2,z:1,m:2}

(self,y,z,m)

在vars方法不加具體變量名的時候，就是等價于locals方法，兩者返回的結(jié)果都是字典格式。如果是一個類中的成員函數(shù)下執(zhí)行l(wèi)ocals或者vars，會附帶一個__main__.Objobject的變量，相當(dāng)于所有self的成員變量，其實(shí)也是局部變量的一部分。而如果使用co_varnames的方法，那么得到的就是所有局部變量的名稱，我們也可以在例子中額外定義一個self的成員變量：

x=0

classObj:

def__init__(self,y):

self.p=5

self.func(y)

deffunc(self,y,z=1):

m=2

print(locals())

print(vars())

print(__import__('sys')._getframe(0).f_code.co_varnames)

if__name__=='__main__':

Obj(2)

#{'self':__main__.Objobjectat0x7fe9aac0ce50,'y':2,'z':1,'m':2}

#{'self':__main__.Objobjectat0x7fe9aac0ce50,'y':2,'z':1,'m':2}

#('self','y','z','m')

可以發(fā)現(xiàn)，所有的成員變量都被放在了self中。并且需要注意的是，全局變量x自始至終都沒有在局部變量中出現(xiàn)。那么既然我們可以通過這種方式分離出局部變量，或者是局部變量的名稱，那我們?nèi)绾稳フ{(diào)整或者修改這些局部變量呢？首先我們需要知道，locals()方法返回的變量是一個copy，也就是說即使修改了locals方法返回的結(jié)果，也不能真正的改變局部變量本身的值，這樣描述可能有點(diǎn)抽象，我們直接看下這個案例：

x=0

classObj:

def__init__(self,y):

self.func(y)

deffunc(self,y,z=1):

m=2

vars()['z']=2

locals()['n']=3

print(locals())

print(z)

if__name__=='__main__':

Obj(2)

在這個案例中分別通過vars方法和locals方法去修改局部變量的值，最終的輸出結(jié)果如下：

{self:__main__.Objobjectat0x7f74d9470e50,y:2,z:1,m:2,n:3}

1

首先要解釋一下為什么這個案例中沒有打印n這個變量，前面提到vars和locals的返回值都是真實(shí)變量的一個copy，因此我們不管是修改也好，新增也好，內(nèi)容不會同步到變量空間中去，也就是說，此時的局部變量n還是處于一個沒有定義的狀態(tài)，只是在locals或者vars的字典中存在，此時打印只會報錯NameError。而z的最終打印輸出是1，這表明z的值確實(shí)沒有受到對vars的變量修改的影響。那到底有沒有辦法可以通過字符串去修改局部變量呢（不同步到全局變量）？答案是有的，但是這個方案非常的hacky，請看如下示例：

importctypes

x=0

classObj:

def__init__(self,y):

self.func(y)

deffunc(self,y,z=1):

m=2

__import__('sys')._getframe(0).f_locals.update({

'z':2,'n':3

ctypes.pythonapi.PyFrame_LocalsToFast(

ctypes.py_object(__import__('sys')._getframe(0)),ctypes.c_int(0))

print(locals())

print(z)

if__name__=='__main__':

Obj(2)

這個案例是使用了Cython的方案直接去修改了數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容，而這里所使用的f_locals其實(shí)本質(zhì)上就是locals。經(jīng)過一番運(yùn)行，輸出結(jié)果如下：

{self:__main__.Objobjectat0x7fea2e2

a1e80,y:2,z:2,m:2,n:3}

2

此時局部變量z是被成功修改了的，但是在前面提到的，即使我們通過這種方法修改了局部變量的值，但是依然不能通過這個方案去創(chuàng)建一個新的局部變量，此時去執(zhí)行print(n)的話，依然會有報錯提示。

讀取和修改全局變量

相比于修改局部變量，其實(shí)查看修改全局變量要顯的更加容易。首先我們用一個示例演示一下如何查看所有的全局變量：

x=0

classObj:

def__init__(self,y):

self.func(y)

deffunc(self,y,z=1):

m=2

print(globals())

if__name__=='__main__':

Obj(2)

獲取局部變量的方式有很多，但是獲取全局變量一般就是globals或者等價的f_globals。上述代碼執(zhí)行輸出如下：

{__name__:__main__,__doc__:None,__package__:None,

__loader__:_frozen_importlib_external.SourceFileLoaderobjectat0x7f202632ac40,

__spec__:None,__annotations__:{},__builtins__:modulebuiltins(built-in),

__file__:xxx.py,__cached__:None,x:0,Obj:class__main__.Obj}

用這種方法我們發(fā)現(xiàn)了全局變量x，而在同一個函數(shù)內(nèi)的幾個局部變量，就沒有顯示在globals的key中。而不同于locals變量的是，globals函數(shù)返回的是一個真實(shí)的數(shù)據(jù)，是可以直接修改，并且在全局生效的。比如我們在函數(shù)內(nèi)定義或者修改全局變量：

x=0

classObj:

def__init__(self,y):

self.func(y)

deffunc(self,y,z=1):

globalm

m=2

globals()['x']=3

if__name__=='__main__':

Obj(2)

print(globals()['x'])

print(globals()['m'])

#2

在這個例子中我們就可以發(fā)現(xiàn)，不僅僅是修改的x值生效了，新建的m也同步到了全局變量中，這樣就可以比較容易的劃分全局變量和局部變量再進(jìn)行統(tǒng)一賦值或者修改。

讀取和修改成員變量

在python中每一個定義的object都有一個隱藏屬性__dict__，這是一個字典，其中包含了所有的成員變量名和成員變量值。在前一篇博客中，我們就介紹了通過__dict__去給類中的成員變量進(jìn)行賦值，非常的方便。我們可以通過一個示例來看看__dict__中所包含的內(nèi)容：

x=0

classObj:

def__init__(self,y):

self.m=2

self.func(y)

deffunc(self,y,z=1):

print(self.__dict__)

if__name__=='__main__':

Obj(2)

#{'m':2}

從輸出結(jié)果中我們就可以看到，__dict__輸出的內(nèi)容非常的純凈，就是所有的成員變量名和變量值。而成員變量雖然是一個對象的屬性，但是其操作方式跟全局變量globals是非常接近的，不像locals一樣只讀，具體示例如下：

x=0

classObj:

def__init__(self,y):

self.m=2

self.func(y)

deffunc(self,y,z=1):

self.m=5

self.__dict__['n']=6

print(self.__dict__)

print(self.m,self.n)

if__name__=='__main__':

Obj(2)

#{'m':5,'n':6}

#6

在這個案例中，我們修改了成員變量的值，也使用__dict__新建了一個成員變量的值，可以看到最終都有同步到變量空間中，這樣就完成了成員變量的修改。

總結(jié)概要

Python本身是一門比較靈活便捷的編程語言，但是便捷往往有