有没有办法编写一个创建和执行代码的Python脚本？

Question

在Python中有没有办法在Python脚本中创建Python代码，然后执行/测试它？

我的函数具有以下类型的形式(作为示例)

def f(n):
    if n<=3: return [0, 0, 6, 12][n]
    return 2*f(n-1) - 4*f(n-2) - 5*f(n-3) + 15*f(n-4)

但我希望能够动态创建这些类型的函数(或任何任意函数)，然后在运行时测试它们的输出(而不是将此函数复制/粘贴到脚本中，然后手动测试它)。

不确定这是否有意义，如果需要，请要求详细说明。我已经研究了eval和exec，但无法让它们处理整个函数定义，只处理1+2等基本语句。

Answer 1

有许多方法可以做到这一点。

如果函数不需要“跳出语言”就能被描述，你只需要定义一个局部函数并返回它，就像Blender的答案一样。当你认为你需要定义新函数时，这通常是你想要的(借用Blender的例子)：

def make_func(a, b):
    def f(n):
        return n**a + b
    return f

有时，您可以做得更好，并将函数表示为数据。例如，如何创建任意多项式函数？你不需要这样做；你可以有一个通用的多项式函数，它接受一个系数列表和一个值，并对其求值；然后你需要做的就是创建系数列表。

事实上，我认为这就是你想要的。如你所说：

可以返回2*f(n-1) - 4*f(n-2) - 5*f(n-3) + 15*f(n-4)一分钟，或者返回f(n-1) + 3*f(n-2)另一分钟，或者f(n-1)+f(n-2)+f(n-3)+f(n-4)+5*f(n-5)，这取决于我需要它是什么。

这绝对可以表示为系数列表：

def make_recursive_func(coefficients, baseval):
    def f(n):
        if n < len(coefficients): return baseval[n]
        return sum(coefficient * f(n-i-1) for i, coefficient in enumerate(coefficients))
    return f

但是，如果您要对返回的函数所做的一切只是立即调用它，然后忘记它，那么编写单个eval_recursive_func(coefficients, baseval)可能会更简单。

有时-很少，但不是从来没有-你真的需要在飞行中执行代码。正如Himanshu所说，eval和exec以及朋友是实现这一点的方法。例如：

newcode = '''
def f(n):
    if n<=3: return [0, 0, 6, 12][n]
    return 2*f(n-1) - 4*f(n-2) - 5*f(n-3) + 15*f(n-4)
'''
exec(newcode)

现在已经定义了f函数，就像您刚刚定义的一样：

def f(n):
    if n<=3: return [0, 0, 6, 12][n]
    return 2*f(n-1) - 4*f(n-2) - 5*f(n-3) + 15*f(n-4)

在Py3中与在Py2中有一点不同，根据您想要在什么上下文中执行东西，或者您是否只想要它执行、计算、编译或像导入一样处理，等等，都有不同。但这是基本思想。

如果你想不出为什么要写第一个而不是第二个，那么你就不需要这个了。

如果你不知道如何动态地生成正确的字符串，你就不应该这么做。

而且，正如Ignacio Vazquez-Abrams指出的那样，如果这些函数可以从用户输入中构建出来，那么您需要做一些事情来验证它们是安全的，通常是通过迭代编译和遍历AST。

最后，您甚至很少需要使用new模块(和/或inspect)在其他函数对象的基础上动态创建新的函数对象(甚至是手工构造的字节码)。但是如果你需要知道如何做到这一点，你可能已经知道怎么做了。

Answer 2

如果您的函数相似，您可以使用另一个函数创建它们：

def make_func(a, b):
    def f(n):
        return n**a + b

    return f

使用make_func转换此函数定义：

def g(n):
     return n**2 + 1

就是这样：

g = make_func(2, 1)

在您的例子中，类似这样的东西应该可以工作：

def create_f(start_condition, vars, coeff_pairs):
    def x(n):
        if n <= start_condition:
            return vars[n]

        result = 0.0

        for coeff, shift in coeff_pairs:
            result += coeff * x(n + shift)

        return result

    return x

您可以使用以下命令调用它：

f = create_f(3, [0, 0, 6, 12], [(2, -1), (-4, -2), (-5, -3), (15, -4)])

输出与您的硬编码函数的输出匹配。

Answer 3

这是完全有道理的。Python甚至有一个显式用于此目的的set of modules。但是，在执行函数之前，请确保遍历AST并验证节点，以确保没有人偷偷进入其中的os.system('rm -rf /')。