Python eval()

number = 9

# eval performs the multiplication passed as argument
square_number = eval('number * number')
print(square_number)

# Output: 81

eval() 语法

eval() 的语法是

eval(expression, globals=None, locals=None)

eval() 参数

eval() 函数接受三个参数

• expression - 被解析和求值为 Python 表达式的字符串
• globals (可选) - 一个字典
• locals (可选)- 一个映射对象。字典是 Python 中标准且常用的映射类型。

关于 globals 和 locals 的使用将在本文后面讨论。

eval() 返回值

eval() 方法返回从 expression 求值得到的结果。

示例 1：eval() 在 Python 中如何工作

x = 1
print(eval('x + 1'))

输出

2

这里，eval() 函数对表达式 x + 1 求值，并使用 print() 来显示这个值。

示例 2：演示 eval() 用法的实际示例

# Perimeter of Square
def calculatePerimeter(l):
    return 4*l

# Area of Square
def calculateArea(l):
    return l*l

expression = input("Type a function: ")

for l in range(1, 5):
    if (expression == 'calculatePerimeter(l)'):
        print("If length is ", l, ", Perimeter = ", eval(expression))
    elif (expression == 'calculateArea(l)'):
        print("If length is ", l, ", Area = ", eval(expression))
    else:
        print('Wrong Function')
        break

输出

Type a function: calculateArea(l)
If length is  1 , Area =  1
If length is  2 , Area =  4
If length is  3 , Area =  9
If length is  4 , Area =  16

使用 eval() 时的警告

考虑一种情况，您正在使用 Unix 系统（macOS, Linux 等）并且已经导入了 os 模块。os 模块提供了一种可移植的方式来使用操作系统功能，如读写文件。

如果您允许用户使用 eval(input()) 输入一个值，用户可能会发出命令来更改文件，甚至使用命令 os.system('rm -rf *') 删除所有文件。

如果您在代码中使用 eval(input())，最好检查一下用户可以使用哪些变量和方法。您可以使用 dir() 方法查看哪些变量和方法是可用的。

from math import *
print(eval('dir()'))

输出

['__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'comb', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'dist', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'isqrt', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'os', 'perm', 'pi', 'pow', 'prod', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc']

限制在 eval() 中可用方法和变量的使用

通常情况下，expression（eval()的第一个参数）中使用的所有可用方法和变量可能并非都是必需的，甚至可能存在安全漏洞。您可能需要限制 eval() 对这些方法和变量的使用。您可以通过向 eval() 函数传递可选的 globals 和 locals 参数（字典）来实现这一点。

1. 当 globals 和 locals 参数都省略时

如果两个参数都省略（如我们前面的示例），expression 将在当前作用域中执行。您可以使用以下代码检查可用的变量和方法

print(eval('dir()')

2. 传递 globals 参数；省略 locals 参数

globals 和 locals 参数（字典）分别用于全局和局部变量。如果省略 locals 字典，它将默认为 globals 字典。这意味着，globals 将同时用于全局和局部变量。

注意： 您可以使用内置方法 globals() 和 locals() 分别检查 Python 中当前的全局和局部字典。

示例 3：传递空字典作为 globals 参数

from math import *
print(eval('dir()', {}))

# The code will raise an exception
print(eval('sqrt(25)', {}))

输出

['__builtins__']
Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 5, in <module>
    print(eval('sqrt(25)', {}))
  File "<string>", line 1, in <module>
NameError: name 'sqrt' is not defined

如果您传递一个空字典作为 globals，那么只有 __builtins__ 对 expression（eval()的第一个参数）可用。

尽管我们在上面的程序中导入了 math 模块，但 expression 无法访问 math 模块提供的任何函数。

示例 4：使某些方法可用

from math import *
print(eval('dir()', {'sqrt': sqrt, 'pow': pow}))

输出

['__builtins__', 'pow', 'sqrt']

在这里，表达式只能使用 sqrt() 和 pow() 方法以及 __builtins__。

也可以根据您的意愿更改 expression 可用的方法名称

from math import *
names = {'square_root': sqrt, 'power': pow}
print(eval('dir()', names))

# Using square_root in Expression
print(eval('square_root(9)', names))

输出

['__builtins__', 'power', 'square_root']
3.0

在上面的程序中，square_root() 使用 sqrt() 计算平方根。然而，尝试直接使用 sqrt() 将会引发错误。

示例 5：限制内置函数的使用

您可以如下限制在 expression 中使用 __builtins__

eval(expression, {'__builtins__': None})

3. 同时传递 globals 和 locals 字典

您可以通过传递 locals 字典，使所需的函数和变量可用。例如

from math import *

a = 169
print(eval('sqrt(a)', {'__builtins__': None}, {'a': a, 'sqrt': sqrt}))

输出

13.0

在这个程序中，expression 只能拥有 sqrt() 方法和变量 a。所有其他方法和变量都不可用。

通过传递 globals 和 locals 字典来限制 eval() 的使用将使您的代码更加安全，特别是当您使用用户提供给 eval() 方法的输入时。

注意： 有时，即使名称有限，eval() 也不是安全的。当一个对象及其方法变得可访问时，几乎可以做任何事情。唯一安全的方法是验证用户输入。