Python:猴子修补函数的源代码

Question

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(下面的最小例子没有说明原因,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:

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()如上所述调用就没有任何反应; 既不印刷world也不Hello, world!印刷.

Answer 1

以下是可以执行的操作的粗略版本：

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，该模块在空命名空间中执行，最终从中提取所需的函数。（警告：如果使用这些名称空间，则需要填充一些来自何处的全局变量f。f）

经过更多工作后，这是一个可以用它来做什么的真实示例。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

要点是，如果我重新调整 的部分，我会得到完全相同的输出my_algorithm，例如如下所示：

@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

这是通过以下方式实现的：(1) 获取 的源my_algorithm并将其转换为 ast (2) 修补其中定义的每个函数my_algorithm（例如 SumFirstArguments）以返回局部变量 (3) 根据输入和输出进行决定（如类型提示所定义）的各部分应按什么顺序my_algorithm执行。此外，我还没有实现的一种可能性是并行执行独立部分（例如SumFirstArguments和SinOfThird）。如果您想要 的源代码graphexecute，请告诉我，我没有将其包含在此处，因为它包含很多与此问题无关的内容。