如何推迟/推迟 f 弦的评估？

Posted 2023-02-16

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【中文标题】如何推迟/推迟 f 弦的评估？【英文标题】：How to postpone/defer the evaluation of f-strings? 【发布时间】：2017-07-18 18:24:55 【问题描述】：

我正在使用模板字符串来生成一些文件，我喜欢新的 f 字符串的简洁性，用于减少我以前的模板代码，如下所示：

template_a = "The current name is name"
names = ["foo", "bar"]
for name in names:
    print (template_a.format(**locals()))

现在我可以这样做了，直接替换变量：

names = ["foo", "bar"]
for name in names:
    print (f"The current name is name")

但是，有时将模板定义在别处是有意义的——在代码中更高的位置，或者从文件或其他东西中导入。这意味着模板是一个带有格式化标签的静态字符串。字符串必须发生一些事情才能告诉解释器将字符串解释为新的 f 字符串，但我不知道是否有这样的事情。

有什么方法可以引入字符串并将其解释为 f 字符串以避免使用 .format(**locals()) 调用？

理想情况下，我希望能够像这样编写代码...（magic_fstring_function 是我不理解的部分所在）：

template_a = f"The current name is name"
# OR [Ideal2] template_a = magic_fstring_function(open('template.txt').read())
names = ["foo", "bar"]
for name in names:
    print (template_a)

...具有所需的输出（无需两次读取文件）：

The current name is foo
The current name is bar

...但我得到的实际输出是：

The current name is name
The current name is name

【问题讨论】：

你不能用f 字符串来做到这一点。 f 字符串不是数据，当然也不是字符串；这是代码。（使用dis 模块检查它。）如果您希望稍后评估代码，请使用函数。仅供参考，PEP 501 提出了一个接近您的第一个理想的功能，但目前“推迟了 [f-strings] 的进一步体验。” 模板是静态字符串，但 f 字符串不是字符串，而是代码对象，正如 @kindall 所说。我认为 f 字符串在实例化时（在 Python 3.6,7 中）会立即与变量绑定，而不是在最终使用时绑定。所以 f-string 可能不如你丑陋的旧 .format(**locals()) 有用，尽管在外观上更好。在 PEP-501 实施之前。 Guido 救了我们，但是PEP 498 really botched it。 PEP 501 描述的延迟评估绝对应该被纳入核心 f-string 实现。现在，我们在功能较少、速度极慢的str.format() 方法（一方面支持延迟评估）和功能更强、速度极快的 f 字符串语法 not 支持延迟评估之间进行讨价还价。所以我们仍然需要两者，Python 仍然没有标准的字符串格式化程序。 插入 xkcd 标准模因。 【参考方案1】：

这是一个完整的“理想 2”。

它不是 f 字符串——它甚至不使用 f 字符串——但它按要求使用。完全按照指定的语法。因为我们没有使用eval()，所以没有安全问题。

它使用一个小类并实现__str__，它会被 print 自动调用。为了摆脱类的有限范围，我们使用inspect 模块向上跳一帧并查看调用者可以访问的变量。

import inspect

class magic_fstring_function:
    def __init__(self, payload):
        self.payload = payload
    def __str__(self):
        vars = inspect.currentframe().f_back.f_globals.copy()
        vars.update(inspect.currentframe().f_back.f_locals)
        return self.payload.format(**vars)

template = "The current name is name"

template_a = magic_fstring_function(template)

# use it inside a function to demonstrate it gets the scoping right
def new_scope():
    names = ["foo", "bar"]
    for name in names:
        print(template_a)

new_scope()
# The current name is foo
# The current name is bar

【讨论】：

我会接受这个作为答案，尽管我认为我不会在代码中真正使用它，因为它非常聪明。好吧，也许永远不会:)。也许python人可以用它来实现PEP 501。如果我的问题是“我应该如何处理这种情况”，那么答案将是“继续使用 .format() 函数并等待 PEP 501 解决”。感谢您弄清楚如何做不应该做的事情，@PaulPanzer 当模板包含比简单变量名更复杂的内容时，这不起作用。例如：template = "The beginning of the name is name[:4]" (-> TypeError: string indices must be integers) @bli 有趣，似乎是str.format 的限制。我曾经认为 f 字符串只是 str.format(**locals(), **globals()) 之类的语法糖，但显然我错了。请不要在生产中使用它。 inspect 是一个危险信号。我有 2 个问题，为什么要检查生产的“危险信号”，这样的情况会是一个例外，还是会有更可行的解决方法？是否有反对使用__slots__ 来减少内存使用？【参考方案2】：

f-string 是一种更简洁的创建格式化字符串的方法，将.format(**names) 替换为f。如果您不希望以这种方式立即评估字符串，请不要将其设为 f 字符串。将其保存为普通的字符串文字，然后在您想要执行插值时调用format，就像您一直在做的那样。

当然，eval 也有替代方案。

template.txt:

f'当前名字是name'

代码：

>>> template_a = open('template.txt').read()
>>> names = 'foo', 'bar'
>>> for name in names:
...     print(eval(template_a))
...
The current name is foo
The current name is bar

但是你所做的只是用eval 替换str.format，这肯定不值得。只需在 format 调用中继续使用常规字符串即可。

【讨论】：

我真的认为您的代码 sn-p 没有任何优势。我的意思是，您总是可以在template.txt 文件中只写The current name is name，然后使用print(template_a.format(name=name))（或.format(**locals())）。该代码大约长了 10 个字符，但由于eval，它不会引入任何可能的安全问题。 @Bakuriu - 是的；就像我说的，虽然eval 确实允许我们编写f'name' 并将name 的评估延迟到需要时，但它不如简单地创建一个常规模板字符串然后调用format，因为OP 是已经在做。 "f-string 是一种更简洁的创建格式化字符串的方法，将 .format(**names) 替换为 f。"不完全-他们使用不同的语法。我没有足够新的 python3 来检查，但例如我相信 f'a+b' 有效，而 'a+b'.format(a=a, b=b) 引发 KeyError . .format() 在许多情况下可能都很好，但它不是替代品。 @philh 我想我刚刚遇到了一个示例，其中.format 不等于 f 字符串，可以支持您评论：DNA = "TATTCGCGGAAAATATTTTGA"; fragment = f"DNA[2:8]"; failed_fragment = "DNA[2:8]".format(**locals())。尝试创建failed_fragment 会导致TypeError: string indices must be integers。【参考方案3】：

这意味着模板是一个带有格式标签的静态字符串

是的，这正是我们有替换字段和.format 的文字的原因，因此我们可以随时通过调用format 来替换字段。

字符串必须发生一些事情来告诉解释器将字符串解释为新的 f 字符串

那是前缀f/F。您可以将其包装在一个函数中并在调用期间推迟评估，但这当然会产生额外的开销：

template_a = lambda: f"The current name is name"
names = ["foo", "bar"]
for name in names:
    print (template_a())

打印出来的：

The current name is foo
The current name is bar

但感觉不对，并且受限于您只能查看替换中的全局命名空间这一事实。尝试在需要本地名称的情况下使用它会惨遭失败，除非将其作为参数传递给字符串（这完全不重要）。

有没有办法引入一个字符串并将其解释为一个 f 字符串以避免使用 .format(**locals()) 调用？

除了一个功能（包括限制），不，所以还不如坚持.format。

【讨论】：

有趣的是，我发布了完全相同的 sn-p。但由于范围限制，我撤回了它。（尝试将 for 循环包装在一个函数中。） @PaulPanzer 您是否想编辑问题并重新包含它？我不介意删除答案。这是 OP 案例的可行替代方案，它不是所有案例的可行替代方案，它是偷偷摸摸的。不，没关系，留着吧。我对我的新解决方案更满意。但是我可以理解你的观点，如果你意识到它的局限性，这个是可行的。也许你可以在你的帖子中添加一点警告，这样就不会有人用错了脚？【参考方案4】：

或者也许不使用 f 字符串，只使用格式：

fun = "The curent name is name".format
names = ["foo", "bar"]
for name in names:
    print(fun(name=name))

在没有名字的版本中：

fun = "The curent name is ".format
names = ["foo", "bar"]
for name in names:
    print(fun(name))

【讨论】：

这并不适用于所有情况。示例：fun = "DNA[2:8]".format; DNA = "TATTCGCGGAAAATATTTTGA"; fun(DNA=DNA)。 -> TypeError: string indices must be integers 但是正常使用也不行，请看答案***.com/questions/14072810/…【参考方案5】：

使用 .format 不是此问题的正确答案。 Python f-strings 与 str.format() 模板非常不同......它们可以包含代码或其他昂贵的操作 - 因此需要延迟。

这是一个延迟记录器的示例。这使用了 logging.getLogger 的正常前导码，但随后添加了仅在日志级别正确时才解释 f 字符串的新函数。

log = logging.getLogger(__name__)

def __deferred_flog(log, fstr, level, *args):
    if log.isEnabledFor(level):
        import inspect
        frame = inspect.currentframe().f_back.f_back
        try:
            fstr = 'f"' + fstr + '"'
            log.log(level, eval(fstr, frame.f_globals, frame.f_locals))
        finally:
            del frame
log.fdebug = lambda fstr, *args: __deferred_flog(log, fstr, logging.DEBUG, *args)
log.finfo = lambda fstr, *args: __deferred_flog(log, fstr, logging.INFO, *args)

这样做的好处是能够执行以下操作：log.fdebug("obj.dump()") .... 除非启用调试，否则不会转储对象。

恕我直言：这应该是 f-strings 的默认操作，但是 现在为时已晚。 F-string 求值可能会产生大量和意想不到的副作用，并且以延迟的方式发生这种情况会改变程序的执行。

为了正确延迟 f 字符串，python 需要某种方式来显式切换行为。也许使用字母“g”？ ;)

已经指出，如果字符串转换器中存在错误，则延迟日志记录不应该崩溃。上面的解决方案也可以做到这一点，把finally:改成except:，在里面贴上log.exception。

【讨论】：

完全同意这个答案。这个用例是我在搜索这个问题时所考虑的。这是正确答案。一些时间：

%timeit log.finfo(f"bar=") 91.9 µs ± 7.45 µs per loop %timeit log.info(f"bar=") 56.2 µs ± 630 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)   log.setLevel(logging.CRITICAL) %timeit log.finfo("bar=") 575 ns ± 2.9 ns per loop %timeit log.info(f"bar=") 480 ns ± 9.37 ns per loop  %timeit log.finfo("") 571 ns ± 2.66 ns per loop %timeit log.info(f"") 380 ns ± 0.92 ns per loop %timeit log.info("") 367 ns ± 1.65 ns per loop  (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000000 loops each)

"如果字符串转换器中存在错误..." -- 错误是它不接受字符串中的双引号。 f_string.replace('"', '\\"') 适用于转义引号，但不适用于已转义的引号（例如，如果您正在记录输出）。无法编辑我的评论：使用'f"""' + fstr + '"""' 会有所帮助。有趣的方法，args 在哪里使用 __deferred_flog() ？顺便说一句，它可以嵌入到一个代理类中，取代原来的.debug() 到.critical() 函数吗？这也可以跨多个模块在全球范围内工作？【参考方案6】：

使用 f 字符串的建议。做你的评价发生模板并将其作为生成器传递的逻辑级别。您可以使用 f-strings 在您选择的任何位置展开它

In [46]: names = (i for i in ('The CIO, Reed', 'The homeless guy, Arnot', 'The security guard Spencer'))

In [47]: po = (f'Strangely, next(names) has a nice i' for i in (" nice house", " fast car", " big boat"))

In [48]: while True:  
...:     try:  
...:         print(next(po))  
...:     except StopIteration:  
...:         break  
...:       
Strangely, The CIO, Reed has a nice  nice house  
Strangely, The homeless guy, Arnot has a nice  fast car  
Strangely, The security guard Spencer has a nice  big boat

【讨论】：

【参考方案7】：

将字符串评估为 f 字符串（具有全部功能）的简洁方法是使用以下函数：

def fstr(template):
    return eval(f"f'template'")

那么你可以这样做：

template_a = "The current name is name"
names = ["foo", "bar"]
for name in names:
    print(fstr(template_a))
# The current name is foo
# The current name is bar

而且，与许多其他提议的解决方案相比，您还可以这样做：

template_b = "The current name is name.upper() * 2"
for name in names:
    print(fstr(template_b))
# The current name is FOOFOO
# The current name is BARBAR

【讨论】：

迄今为止最好的答案！当他们引入 f-strings 时，他们怎么没有将这个简单的实现作为内置功能包含在内？不，这失去了作用域。唯一有效的原因是name 是全球性的。 f-strings 应该在评估中被推迟，但是类 FString 需要通过查看调用者本地和全局来创建对范围参数的引用列表......然后在使用时评估字符串。 @user3204459：因为能够执行任意字符串本质上是一种安全隐患——这就是为什么通常不鼓励使用eval()。 @martineau 它应该是 python 的一个特性，所以你不需要使用 eval ......另外，f-string 与 eval() 具有相同的风险，因为你可以放入任何东西大括号包括恶意代码，所以如果这是一个问题，那么不要使用 f-strings 这正是我正在寻找的，躲避“fstr 推迟”。Eval 似乎并不比使用 fstrings 差，因为我猜它们都具有相同的权力：f" eval('print(42)')"【参考方案8】：

受answer by kadee的启发，下面可以用来定义一个deferred-f-string类。

class FStr:
    def __init__(self, s):
        self._s = s
    def __repr__(self):
        return eval(f"f'self._s'")

...

template_a = FStr('The current name is name')

names = ["foo", "bar"]
for name in names:
    print (template_a)

这正是问题所要求的

【讨论】：

【参考方案9】：

您想要的似乎被视为 Python enhancement。

同时——从链接的讨论中——以下似乎是一个合理的解决方法，不需要使用eval()：

class FL:
    def __init__(self, func):
        self.func = func
    def __str__(self):
        return self.func()


template_a = FL(lambda: f"The current name, number is name!r, number+1")
names = "foo", "bar"
numbers = 40, 41
for name, number in zip(names, numbers):
    print(template_a)

输出：

The current name, number is 'foo', 41
The current name, number is 'bar', 42

【讨论】：

【参考方案10】：

怎么样：

s = 'Hi, foo!'

s
> 'Hi, foo!'

s.format(foo='Bar')
> 'Hi, Bar!'

【讨论】：

【参考方案11】：

这些答案中的大多数会在某些时候为您提供一些类似于 f 字符串的东西，但在某些情况下它们都会出错。 pypi f-yeah 上有一个包可以完成所有这些，只需要花费你两个额外的字符！（完全公开，我是作者）

from fyeah import f

print(f("""''"all" the quotes''"""))

f-strings 和 format 调用有很多不同，这里有一个可能不完整的列表

f-strings 允许对 python 代码进行任意评估 f-strings 不能在表达式中包含反斜杠（因为格式化的字符串没有表达式，所以我想你可以说这没有区别，但它确实与原始 eval() 可以做的不同) 格式化字符串中的dict 查找不能被引用。可以引用 f 字符串中的 dict 查找，因此也可以查找非字符串键 f-strings 具有 format() 没有的调试格式：f"The argument is spam=" f-string 表达式不能为空

使用 eval 的建议将为您提供完整的 f 字符串格式支持，但它们不适用于所有字符串类型。

def f_template(the_string):
    return eval(f"f'the_string'")

print(f_template('some "quoted" string'))
print(f_template("some 'quoted' string"))

some "quoted" string
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in f_template
  File "<string>", line 1
    f'some 'quoted' string'
            ^
SyntaxError: invalid syntax

此示例在某些情况下也会导致变量范围错误。

【讨论】：

哇，超级棒。开箱即用。向那个 11 次代表的人致敬！就像您列出的差异一样，可以激发信心。你遇到过什么陷阱吗？我看到您使用（小型）测试套件开发。老实说，我不知道你在那里的 c 文件 (_cfyeah.c) 中做了什么……但看起来你知道自己在做什么。嘿，谢谢！绝对试图让它易于使用，所以很高兴听到。 _cfyeah.c 公开了本机 CPython fstring eval，它不是公共 Python API 的一部分。包不是必需的，但与每次编译字符串相比，如果使用它可以提供很大的加速。 return eval(f"""f'''the_string'''""") 会解决一些问题

以上是关于如何推迟/推迟 f 弦的评估？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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