第6.3节 Python动态执行之动态编译的compile函数

Python支持动态代码主要三个函数，分别是compile、eval和exec。本节介绍compile函数的语法和相关使用。compile函数用来编译一段字符串的源码，将其编译为字节码或者AST（抽像语法树）。

一、    语法

compile个内置函数，语法如下：

compile(source, filename, mode, flags=0, dont_inherit=False, optimize=-1)

二、    参数解释：

1、    source：是一串字符串的源码，或者是AST（抽像语法树）对象数组，就是需要执行的代码对象。

2、    filename：参数filename用于在执行代码报错的运行时错误消息中显示该参数对应的信息，当source是执行代码从文件中读取的代码字符串时，则可以存放文件名，如果不是从文件里读取源码来编译，那么这里可以放一些用来标识这些代码的字符串，其值理论上是任何字符串，没有特殊要求，一般都放‘<string>’，用于表示前面的source是个字符串，如果source放AST，则可以标识为‘<AST>’；

3、    mode：三个取值，分别是'exec'、'single' 、'eval'，如果是‘exec’表示编译的是一段代码或模块， 'single'表示编译的是一个单独的语句， 'eval'表示编译的是一个表达式而不是一个语句。

这三种模式中，老猿初步验证凡是'single'模式能编译的就能‘exec’模式编译，‘eval’和二者不能互换。

4、    flags和dont_inherit

这两个参数是组合使用，可选参数 flags 和 dont_inherit 控制在编译 source 时要用到哪个 future 语句。

 如果两者都未提供（或都为零）则会使用调用 compile() 的代码中有效的 future 语句来编译代码。 如果给出了 flags 参数但没有 dont_inherit (或是为零) 则 flags 参数所指定的 以及那些无论如何都有效的 future 语句会被使用。 如果 dont_inherit 为一个非零整数，则只使用 flags 参数 -- 在调用外围有效的 future 语句将被忽略。

future 语句使用比特位来指定，多个语句可以通过按位或来指定。具体特性的比特位可以通过 __future__ 模块中的 _Feature 类的实例的 compiler_flag 属性来获得。

不知道各位有明白的没有，以上这段解释直接来自于Python 标准库，老猿只是照抄，没有看懂，估计涉及Python的高级特性future，以后再研究吧，我们暂时都用缺省值。

5、    optimize：optimize到Python的代码优化机制。

Python为了适应不同的执行要求定义了几种代码优化的策略：

1)    缺省值是-1，表示使用命令行参数-O中获取的优化等级为准；

2)    如果设置值为0，是没有优化，__debug__为true支持debug信息（if __debug__语句下的语句，就是开发者根据需要加入的调试信息）在运行中展示；

3)    如果设置值为1，assert语句被删除，__debug__设置为false确保调试语句不执行；

4)    如果设置值为2，除了设置值为1的功能之外，还会把代码里文档字符串也删除掉，达到最佳优化结果。

三、    compile函数返回结果

1、    如果编译通过，结果可以生成字节码（类型code）或者AST（抽像语法树），字节码可以使用函数exec()或eval来执行，而AST可以使用eval()来继续编译（关于AST的内容本节都不介绍，ATS 对象：Abstract Syntax Tree，抽象语法树，是源代码语法结构的一种抽象表示。关于抽象语法树大家可以参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/26988179；

2、    exec 语句：exec 执行储存在字符串或文件中的Python语句，相比于 eval，exec可以执行更复杂的 Python 代码。需要说明的是在 Python2 中exec不是函数，而是一个内置语句；

3、    如果编译的源码不合法，此函数会触发 SyntaxError 异常；如果源码包含 空字节（空字符串），则3.5版本以前会触发 ValueError 异常，3.5版本后则不会触发可以编译通过并执行。注意：

1)    在 'single' 或 'eval' 模式编译多行代码字符串（这些串必须是一个完整语句或表达式而不是多个语句或表达式）时，输入必须以至少一个换行符结尾；

2)    如果编译足够大或者足够复杂的字符串成 AST 对象时，Python 解释器会因为 Python AST 编译器的栈深度限制而崩溃

四、    例子：

1、    从字符串编译

s=""" 
person=['张三','李四']
for p in person:  print('name=',p)
while(True):
    s=input("I will exit,are you ready(y/n)?")
    if s=='Y': break;
    if s=='y': break;
"""
c=compile(s,'<string>','exec')

上述代码包含两个语句，一个s赋值为一段代码的语句（注意这里用的多行字符串是用三个双引号标记的，这与前面讲字符串的内容不同，应该说前面介绍时的三引号是三个单引号，实际上三个双引号也可以，误导了大家非常抱歉），一个编译语句，这里编译用了三个参数，第一个是代码字符串，第二个是代码字符串的来源说明信息，你可以改成任何需要的内容，第三个是编译模式，用的是’exec’，也只能用‘exec’。编译完了就可以执行，等下再讲。

2、    从文件compiler.py读取内容编译

# compiler.py
with open('source.py') as f:
    source = f.read()
    executable = compile(source, 'source.py', 'exec')

涉及文件操作在后面再介绍，这里说明一下，source字符串变量的值是从文件compiler.py中读取的，编译实际上是编译的读取内容，而第二个参数文件名只是说明这些代码串是来源于 source.py，仅在代码有错时报告错误信息中展示文件名，你完全可以改成不相关的内容。

本节老猿详细介绍了动态执行的代码编译函数compile，其实在进行动态执行时，相关的语句可以经过调用compile函数编译，也可以不调用compile编译。其区别就是编译后对于重复执行的代码会提高效率。

老猿Python（https://blog.csdn.net/LaoYuanPython）系列文章用于逐步介绍老猿学习Python后总结的学习经验，这些经验有助于没有接触过Python的程序员可以很容易地进入Python的世界。

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