PYTHON exec() 函数变量作用域问题浅析总结

1. exec(‘拼接字符串’，globals, locals）函数作用

exec() 可在python 中通过传入字符串的方式，从而执行字符串内的各种命令或表达式

---eval() 函数与exec() 基本功能相同，唯一的区别，eval() 只可用于表达式计算并返回生成的结果，所以eval() 不可以执行没有结果的命令或表达式如 ‘x= 1+2’不可在eval中执行

但exec() 所有操作都在内部执行，不返回任何结果。

2. exec() 在主线程与函数内的变量作用域问题

以定义一个变量x为例：x= 3

a.在主线成中 x=3 与 exec('x=3'）的结果是相同的,相当于定义了一个全局变量， x在程序内任意地点都可用

b. 在函数中定义x =3 与 exec('x=3'）结果却不同，x=3表示在函数内定义了一个局部变量，而 exec('x=3'）表示在exec() 自己特殊的执行环境中定义了一个局部变量，当exec()执行完成后，局部变量不可被外层函数再次访问，除非再次执行exec()函数，进行调用。

****问题点1***** exec()执行完后会将定义的局部变量写入外层函数的locals() 局部变量字典表中，但直接查询（如使用print()) 无法获得对应值，只能通过locals()['变量名']的方式获取

****原因***** print()等可以调用查找变量的方式是先查询当前函数在编译的时候已确定的变量名是否在内存栈中，再查询对应局部变量表中的具体值。exec() 在编译的时候，传入的命令是字符串形式的，无法被解析成变量，所以无法在预编译的内存中被找到，所以即使locals()字典中有对应变量，也会提示无法找到。

****注意1***** 函数中如果包含局部变量定义，则exec中如果定义同名的变量，那exec中指定的局部变量也无法重新将locals的值更新。即使局部变量声明位置是在exec()位置之后，exec()函数也无法提前写入locals字典中

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****问题点2***** 既然exec() 在函数中无法更新变量字典，那为什么在主线或全局变量中，声明就可以直接访问

****原因***** 因为局部变量的是每次调用到函数时将变量在内存栈空间创建位置，而全局变量直接是在堆空间开辟位置，不会因为exec()结束而消失，所以可以提前调用

****深层原因点***** exec()函数中有两个可选参数，globals和locals 分别是指定 exec()内执行的命令中指定的全局变量和局部变量存储的位置，且必须为字典结构即键-值对。

a. 当不指定 globals和locals两个参数时，exec() 默认使用当前空间（主线或者函数）中的globals()字典和locals()字典

b. 当指定 globals 但不指定locals参数时，exec() 默认使用指定的globals参数空间作为locals参数，而不是当前环境的locals()字典

c. 当分别指定 globals 和指定locals两参数时，exec() 使用各自变量空间字典，互不干扰

理论上讲，exec()内创建的变量，函数等都是存入locals 指定的字典中。

但在主线函数中，全局变量空间与局部变量空间指向的内存空间相同，或者说局部变量空间是全局变量空间的引用复制。所以exec()存入locals中也就是存入了全局变量空间。

但在函数中，当不指定两个参数时，两个字典指向的不同变量字典，所以无法实现在主线函数中的声明变量效果。所以通过只指定一个globals()空间，即可解决这个问题。

结论