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python - Python：猴子修补函数的源代码

问题描述

我可以在函数的源代码中添加前缀和后缀吗？

我知道装饰器并且不想使用它们（下面的最小示例没有说明原因，但我有我的理由）。

def f():
    print('world')
g = patched(f,prefix='print("Hello, ");',suffix='print("!");')
g() # Hello, world!

这是我到目前为止所拥有的：

import inspect
import ast
import copy
def patched(f,prefix,suffix):
    source = inspect.getsource(f)
    tree = ast.parse(source)
    new_body = [
        ast.parse(prefix).body[0],
        *tree.body[0].body,
        ast.parse(suffix).body[0]
    ]
    tree.body[0].body = new_body
    g = copy.deepcopy(f)
    g.__code__ = compile(tree,g.__code__.co_filename,'exec')
    return g

不幸的是，如果我使用它然后g()像上面那样调用，什么也不会发生；既不打印world也不Hello, world!打印。

标签： pythonabstract-syntax-treemonkeypatching

解决方案

这是可以做的粗略版本：

import inspect
import ast
import copy
def patched(f,prefix,suffix):
    source = inspect.getsource(f)
    tree = ast.parse(source)
    new_body = [
        ast.parse(prefix).body[0],
        *tree.body[0].body,
        ast.parse(suffix).body[0]
    ]
    tree.body[0].body = new_body
    code = compile(tree,filename=f.__code__.co_filename,mode='exec')
    namespace = {}
    exec(code,namespace)
    g = namespace[f.__name__]
    return g

def temp():
    pass
def f():
    print('world',end='')
g = patched(f,prefix='print("Hello, ",end="")',suffix='print("!",end="")')
g() # Hello, world!

的调用compile编译整个模块（由 表示tree）。然后在一个空的命名空间中执行该模块，最终从中提取所需的功能。（警告：命名空间将需要填充一些全局变量，f如果f使用这些全局变量。）

经过更多的工作，这里是一个真实的例子，可以用这个来做些什么。它使用了上述原理的一些扩展版本：

import numpy as np
from playground import graphexecute
@graphexecute(verbose=True)
def my_algorithm(x,y,z):
    def SumFirstArguments(x,y)->sumxy:
        sumxy = x+y
    def SinOfThird(z)->sinz:
        sinz = np.sin(z)
    def FinalProduct(sumxy,sinz)->prod:
        prod = sumxy*sinz
    def Return(prod):
        return prod
print(my_algorithm(x=1,y=2,z=3)) 
#OUTPUT:
#>>Executing part SumFirstArguments
#>>Executing part SinOfThird
#>>Executing part FinalProduct
#>>Executing part Return
#>>0.4233600241796016

clou 是，如果我重新调整 的部分，我会得到完全相同的输出my_algorithm，例如：

@graphexecute(verbose=True)
def my_algorithm2(x,y,z):
    def FinalProduct(sumxy,sinz)->prod:
        prod = sumxy*sinz
    def SumFirstArguments(x,y)->sumxy:
        sumxy = x+y
    def SinOfThird(z)->sinz:
        sinz = np.sin(z)
    def Return(prod):
        return prod
print(my_algorithm2(x=1,y=2,z=3)) 
#OUTPUT:
#>>Executing part SumFirstArguments
#>>Executing part SinOfThird
#>>Executing part FinalProduct
#>>Executing part Return
#>>0.4233600241796016

这通过 (1) 获取源my_algorithm并将其转换为 ast (2) 修补在my_algorithm(例如 SumFirstArguments) 中定义的每个函数以返回本地 (3) 根据输入和输出进行决定（由类型提示定义）的部分my_algorithm应按什么顺序执行。此外，我还没有实现的一种可能性是并行执行独立的部分（例如SumFirstArgumentsand SinOfThird）。如果您想要 的源代码，请graphexecute告诉我，我没有在此处包含它，因为它包含很多与此问题无关的内容。

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