Python進階：如何將字符串常量轉化爲變量？

 

前幾天，咱們Python貓交流學習羣 裏的 M 同窗提了個問題。這個問題挺有意思，經初次討論，咱們認爲它無解。

然而，我認爲它頗有價值，應該繼續思考怎麼解決，因此就在私密的知識星球上記錄了下來。

萬萬沒想到的是，在次日，有兩位同窗接連給出瞭解決方法！

由此，羣內出現了一輪熱烈的技術交流。

本文將相關的內容要點做了梳理，並由此引伸到更進一步的學習話題，但願對你有所幫助。

一、如何動態生成變量名？

M 同窗的問題以下：

打擾一下你們，請教一個問題，已知 list = ['A', 'B', 'C', 'D'] , 如何才能獲得以 list 中元素命名的新列表 A = [], B = [], C = [], D = [] 呢?

簡單理解，這個問題的意思是，將字符串內容做爲其它對象的變量名。

list 中的元素是字符串，此處的 ‘A’-‘D’ 是常量 ，而在要求的結果中，A-D 是變量 。

若是強行直接將常量當作變量使用，它會報錯：

>>> 'A' = []
...SyntaxError: can't assign to literal

報錯中的literal 指的是字面量 ，這是計算機科學中常見的一個概念，用於表達源代碼中的固定值。 例如，整數、浮點數、字符串等基本類型，就是字面量。

字面量指的就是一個量自己，能夠理解爲一種原子性的實體，固然不能再被賦值了。

因此，取出的字符串內容，並不能直接用做變量名，須要另想辦法。

有初學者可能會想，list[0] = [] 行不行？固然不行，由於沒有出現 A 。那 A = list[0] ，接着 A = [] 呢？那也不行，由於這裏的 A 是你憑空定義出來的，而不是從已有條件中生成的。

當時，羣裏只有兩三個同窗參與了討論，咱們沒想到解決辦法。可是，我以爲這個題目頗有意思，值得玩味。

由於，若是能解決這個問題，那就意味着能夠不做預先定義，而是動態地生成變量名，這不只能減小給變量取名的麻煩，還實現了自動編碼！

能夠設想一下將來，人工智能在編寫代碼的時候，若是能根據已知條件，動態生成變量名，那編寫代碼的過程不就順利多了麼？（聽說，如今已經有人工智能能夠編寫代碼了，不知它在取變量名時，是用的什麼方法？）

二、辦法老是有的

最近，學習羣裏矇混進來了幾個打廣告的，爲此，我決定提升審覈門檻，例如，用羣裏的問題來做個考覈。

萬萬沒想到的是，第一個被考覈到的 Q 同窗，幾乎不假思索地就說出了一個解決上述問題的思路。而恰恰就是那麼巧 ，幾乎在同時，羣內的 J 同窗給出了另一個解決方法（他沒看到羣內的討論，而是看到了知識星球的記錄，才知道這個問題的）。

也就是說，前一晚還覺得無解的問題，在次日竟獲得了兩種不一樣的解決方法！

那麼，他們的答案是什麼呢？

# J 同窗的解答
>>> list1 = ['A', 'B', 'C', 'D']
>>> for i in list1:
>>>     globals()[i] = []
>>> A
[]

這個方法經過修改全局命名空間，巧妙地「定義」出了新的變量。globals() 方法取出來的是一個字典，字符串 ‘A’ 是其中一個鍵值（key），而這個鍵值偏偏是全局命名空間中的一個變量，這就實現了從常量到變量的轉化。

在數據結構層面上，空列表 [] 做爲一個值（value）跟它的字符串鍵值綁定在一塊兒，而在運用層面上，它做爲變量內容而跟變量名綁定在一塊兒。

看到這個回答的時候，我就忽然想起來了，上個月轉載過一篇《Python 動態賦值的陷阱》，講的正是動態地進行變量賦值 的問題啊！我彷佛只關注了 globals() 與 locals() 用法的區別，卻沒有真正地掌握它們的原初用途。

J 同窗說，他正是看了那篇文章，才學得了這個方法。這就有意思了，我分享了一個本身囫圇吞棗的知識，而後它被 J 同窗吸取掌握，最後反饋回來解決了個人難題。

我真切地感覺到了知識分享的魅力：知識在流動中得到生命，在碰撞中鋥亮色澤。

同時，我也真切地明白了一個互助的學習團體的好處：利人者也利己，互助者共同進步。

三、動態執行代碼的方法

新進羣的 Q 同窗，提供了一個不一樣的答案：

# Q 同窗的解答
>>> list1 = ['A', 'B', 'C', 'D']
>>> for i in list1:
>>>     exec(f"{i} = []")
>>> A
[]

他的寫法用到了 Python 3.6 才引入的 f-strings 特性，事實上，在較低版本中，也是能夠實現的，只須要保證 exec() 方法接收的參數是包含了變量 i 的字符串便可，例如這樣寫：

# 如下代碼可替換上例的第 4 行
exec(i + " = []")
# 或者：
exec("{} = []".format(i))
# 或者：
exec(' '.join([i, '= []']))

這幾種寫法的區別只是字符串拼接法的區別，關於如何拼接字符串，以及不一樣方法之間的區別，可參看《詳解Python拼接字符串的七種方式》。

Q 同窗這個答案的核心在於 exec() 方法，它是內置的，用途是執行儲存在字符串或文件中的代碼段。

它的基礎用法以下：

>>> exec('x = 1 + 2')
>>> x
3

# 執行代碼段
>>> s = """
>>> x = 10
>>> y = 20
>>> sum = x + y
>>> print(sum)
>>> """
>>> exec(s)
30

看完了 exec() 的用法，咱們再回來看 Q 同窗的答案。for-循環中取出來的 i 是字符串，而拼接後的字符串通過 exec() 的處理，就得到了動態編寫代碼的效果。

也就是說，由於字符串常量的內容被當作有效代碼而執行了，其中的 'A'-'D' 元素，就取得了新的身份，變成了最終的 A-D 變量名。

這個方法看起來很簡單啊，但是因爲 exec() 方法太生僻了，直到 Q 同窗提出，咱們才醒悟過來。

注意：在 Python3 中，exec() 是個內置方法；而在 Python2 中，exec 是個語句（statement），另外有個 execfile() 方法，二者相合並，就成了 Python3 中的 exec() 方法。本文使用的是 Python3。

四、總結

抽象一下最初的問題，它實際問的是「如何將字符串內容做爲其它對象的變量名」，更進一步地講是——「如何將常量轉化爲變量 」。

使用直接進行賦值的靜態方法，行不通。

兩位同窗提出的方法都是間接的動態方法：一個是動態地進行變量賦值，經過修改命名空間而植入變量；一個是動態地執行代碼，能夠說是經過「走後門」的方式，安插了變量。

兩種方法異曲同工，不論是白貓仍是黑貓，它們都抓到了老鼠。

這兩種方法已經給咱們帶來了頗有價值的啓發，同時，由於它們，羣內小夥伴們更是發散地討論一些相關聯的話題，例如：S 同窗提出了另外一種修改命名空間中變量的寫法、L 同窗提到了 eval() 的意義、eval() 與 exec() 的區別、我查到了爲何要慎用 eval() 、C 與 H 同窗提到了 eval() 的安全用法......

雖然，某些話題沒法在羣聊中充分展開，可是，這些話題知識的延展聯繫，大大地豐富了本文開頭的問題，這一個微小的問題，牽連出來了兩個大的知識體系。

最後，真得感謝羣內的這些愛學習的優秀的同志們！除了文中說起的，還有一些同窗也作了積極貢獻，你們都很給力！

相關連接：

《Python 動態賦值的陷阱》

《詳解Python拼接字符串的七種方式》

eval()、exec()及其相關函數：https://www.tuicool.com/wx/vEbeumE

公衆號【Python貓】， 專一Python技術、數據科學和深度學習，力圖創造一個有趣又有用的學習分享平臺。本號連載優質的系列文章，有喵星哲學貓系列、Python進階系列、好書推薦系列、優質英文推薦與翻譯等等，歡迎關注哦。PS：後臺回覆「愛學習」，免費得到一份學習大禮包。