将字符串转换为Python中的“unit”对象

Question

在这个问题中，“单位”是指物理量中使用的“计量单位”。

我希望安全地解析一个不受信任的用户输入字符串，其中包含物理量(例如“23公斤”)。我想使用Python可用的包之一(比如Unum或Quantities)，因为它们负责单位之间的转换、数学表达式中包含的单元的简化、对基单元的简化，但除了使用eval()之外，我找不到一种方法将字符串转换为(上述包中的)对象，这似乎不安全。

例如，假设kg和cm绑定到Unum包对象并引用公斤和厘米单位，我需要一个能够从字符串返回Unum包对象的函数，如下所示：

cast_to_unit("100 kg/cm")

或

"100 kg/cm".asUnit()

1. 是否有办法从上述的包中获得这样的功能？如果不是，
2. 有没有一种安全使用eval()的方法？如果不是，
3. 还有其他的包(甚至没有在Python中)具有这样的功能吗？

Answer 1

快速查看一下Unum的文档，看起来您应该能够用eval做这样的事情。

from unum.units import * # Load a number of common units.
distance = 100*m
time = eval('9.683*s')
speed = distance / time
print(speed)

如果这样做，请确保阅读了eval上的文档，以及如何传递本地和全局映射，以便限制名称空间访问以使其更安全--特别是如果您计划将此代码发布到外部世界。您可能还希望检查字符串中的下划线(_)，而不允许将这些字符串传递给eval。

正如金德尔所指出的，导入*通常不是很好的风格。这里有一个稍微安全一些的替代方案，它避免从*导入

import unum.units
safe_dict = dict((x,y) for x,y in unum.units.__dict__.items() if '__' not in x)
safe_dict['__builtins__'] = None

def convert(s):
    if '__' in s:
       raise ValueError("Won't do this with underscores...it's unsafe")
    return eval(s,safe_dict)

注意，我删除了这个__中提倡的帖子方法

Answer 2

Note：这不是一个明确的答案。请把它当作一个例子，说明如何构建类似于您所要求的东西。使用Unum模块确实是一个更好的主意，除非它不适合您的需要。

你可以自己写一些东西，像这样重载操作符：

>>> class Unit(object):
    def __init__(self, unit_name):
        self.unit_name = unit_name
        self.unit_qty = 1
    def __div__(self, other):
        result = self.__class__(self.unit_name)
        result.unit_qty = self.unit_qty / other
        return result
    def __rdiv__(self, other):
        result = self.__class__(self.unit_name)
        result.unit_qty = other / self.unit_qty
        return result
    def __mul__(self, other):
        result = self.__class__(self.unit_name)
        result.unit_qty = self.unit_qty * other
        return result
    def __rmul__(self, other):
        return self.__mul__(other)
    def __repr__(self):
        return '%s %s' % (self.unit_qty, self.unit_name)


>>> kg = Unit('kg')
>>> 100 * kg
100 kg
>>> 100 * 10 * kg
1000 kg
>>> (10 * 20 * kg) / 2
100 kg

然后您可以使用eval()来计算表达式(如"100*kg")，但是要小心。这可能会帮助您解决一些问题：

eval('100*kg', {'__builtins__': {}, 'kg': Unit('kg')})