为什么 exec() 中的符号定义语句有时对本地符号表没有影响？

问题描述

以下代码片段按预期工作：

def test():
    print(f'local symbol table before exec : {locals()}')
    exec('a = 0')
    print(f'local symbol table after exec  : {locals()}')

test()
# printed result:
# local symbol table before exec : {}
# local symbol table after exec  : {'a': 0}

但是，一旦我在a = 1函数的末尾添加了符号定义语句test，似乎exec语句对本地符号表没有影响：

def test():
    print(f'local symbol table before exec : {locals()}')
    exec('a = 0')
    print(f'local symbol table after exec  : {locals()}')
    a = 1

test()
# printed result:
# local symbol table before exec : {}
# local symbol table after exec  : {}

那么，为什么会发生这种情况？

这是我的猜测：在函数内部静态定义的符号将在编译时以某种方式被保留，如果符号已经被保留，则在 exec 函数内部动态调用的任何符号定义语句将无法修改本地符号表.

这是真的吗？编译期间实际发生了什么？

---

额外测试 1：用 'a = 0\nprint(locals())'

替换 exec 参数

def test():
    print(f'local symbol table before exec : {locals()}')
    exec('a = 0\nprint(locals())')
    print(f'local symbol table after exec  : {locals()}')


test()
# printed result:
# local symbol table before exec : {}
# {'a': 0}
# local symbol table after exec  : {'a': 0}

def test():
    print(f'local symbol table before exec : {locals()}')
    exec('a = 0\nprint(locals())')
    print(f'local symbol table after exec  : {locals()}')
    a = 1


test()
# printed result:
# local symbol table before exec : {}
# {'a': 0}
# local symbol table after exec  : {}

如我们所见，符号a在exec()执行期间成功添加到本地符号表中，但之后随着a = 1的存在它神奇地消失了。

---

额外测试 2：在 return 前添加 a = 1 语句

def test():
    print(f'local symbol table before exec : {locals()}')
    exec('a = 0\nprint(locals())')
    print(f'local symbol table after exec  : {locals()}')
    return


test()
# printed result:
# local symbol table before exec : {}
# {'a': 0}
# local symbol table after exec  : {'a': 0}

def test():
    print(f'local symbol table before exec : {locals()}')
    exec('a = 0\nprint(locals())')
    print(f'local symbol table after exec  : {locals()}')
    return
    a = 1


test()
# printed result:
# local symbol table before exec : {}
# {'a': 0}
# local symbol table after exec  : {}

第二个 a = 1 函数中的 test() 无法访问，但它仍然影响 exec() 的行为。

即使是 dis() 模块中的 dis 函数也无法区分这两个 test() 函数之间的区别。输出完全相同，如下所示：

  5           0 LOAD_GLOBAL              0 (print)
              2 LOAD_CONST               1 ('local symbol table before exec : ')
              4 LOAD_GLOBAL              1 (locals)
              6 CALL_FUNCTION            0
              8 FORMAT_VALUE             0
             10 BUILD_STRING             2
             12 CALL_FUNCTION            1
             14 POP_TOP

  6          16 LOAD_GLOBAL              2 (exec)
             18 LOAD_CONST               2 ('a = 0\nprint(locals())')
             20 CALL_FUNCTION            1
             22 POP_TOP

  7          24 LOAD_GLOBAL              0 (print)
             26 LOAD_CONST               3 ('local symbol table after exec  : ')
             28 LOAD_GLOBAL              1 (locals)
             30 CALL_FUNCTION            0
             32 FORMAT_VALUE             0
             34 BUILD_STRING             2
             36 CALL_FUNCTION            1
             38 POP_TOP

  8          40 LOAD_CONST               0 (None)
             42 RETURN_VALUE

解决方法

根据documentation ：

注意：默认 locals 的行为如下面的函数 locals() 所述：不应尝试修改默认 locals 字典。 传递一个显式的locals 如果您需要在函数 exec() 返回后查看代码对局部变量的影响，请查看字典。

所以我认为这属于“意外行为”，但我想你可以去 exec() 的实现来真正深入了解。