如何将字符串常量转为变量?

06/23 11:41
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1、如何动态生成变量名?
问题如下:

打扰一下大家,请教个问题,已知 list = ['A', 'B', 'C', 'D'] , 如何才能得到以 list 中元素命名的新列表 A = [], B = [], C = [], D = []呢?

简单理解,这个问题的意思是,将字符串内容作为其它对象的变量名。

list 中的元素是字符串,此处的 ‘A’-‘D’ 是常量 ,而在要求的结果中,A-D 是变量 。

如果强行直接将常量当做变量使用,它会报错:

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

报错中的literal 指的是字面量 ,这是计算机科学中常见的一个概念,用于表达源代码中的固定值。 例如,整数、浮点数、字符串等基本类型,就是字面量。

字面量指的就是一个量本身,可以理解为一种原子性的实体,当然不能再被赋值了。

所以,取出的字符串内容,并不能直接用作变量名,需要另想办法。

有初学者可能会想,list[0] = [] 行不行?当然不行,因为没有出现 A 。那 A = list[0] ,接着 A = [] 呢?那也不行,因为这里的 A 是你凭空定义出来的,而不是从已有条件中生成的。

当时,,我们没想到解决办法。但是,我觉得这个题目很有意思,值得玩味。

因为,如果能解决这个问题,那就意味着可以不作预先定义,而是动态地生成变量名,这不仅能减少给变量取名的麻烦,还实现了自动编码!

可以设想一下未来,人工智能在编写代码的时候,如果能根据已知条件,动态生成变量名,那编写代码的过程不就顺利多了么?(据说,现在已经有人工智能可以编写代码了,不知它在取变量名时,是用的什么方法?)

2、办法总是有的

>>> list1 = ['A', 'B', 'C', 'D']
>>> for i in list1:
>>>     globals()[i] = []
>>> A
[]

这个方法通过修改全局命名空间,巧妙地“定义”出了新的变量。globals() 方法取出来的是一个字典,字符串 ‘A’ 是其中一个键值(key),而这个键值恰恰是全局命名空间中的一个变量,这就实现了从常量到变量的转化。

在数据结构层面上,空列表 [] 作为一个值(value)跟它的字符串键值绑定在一起,而在运用层面上,它作为变量内容而跟变量名绑定在一起。

看到这个回答的时候,我就突然想起来了,我似乎只关注了 globals() 与 locals() 用法的区别,却没有真正地掌握它们的原初用途。

3、动态执行代码的方法

>>> list1 = ['A', 'B', 'C', 'D']
>>> for i in list1:
>>>     exec(f"{i} = []")
>>> A
[]

他的写法用到了 Python 3.6 才引入的 f-strings 特性,事实上,在较低版本中,也是可以实现的,只需要保证 exec() 方法接收的参数是包含了变量 i 的字符串即可,例如这样写:

# 以下代码可替换上例的第 4 行
exec(i + " = []")
# 或者:
exec("{} = []".format(i))
# 或者:
exec(' '.join([i, '= []']))

这几种写法的区别只是字符串拼接法的区别

这个核心在于 exec() 方法,它是内置的,用途是执行储存在字符串或文件中的代码段。

它的基础用法如下:

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

# 执行代码段
>>> s = """
>>> x = 10
>>> y = 20
>>> sum = x + y
>>> print(sum)
>>> """
>>> exec(s)
30

看完了 exec() 的用法,我们再回来看 Q 同学的答案。for-循环中取出来的 i 是字符串,而拼接后的字符串经过 exec() 的处理,就获得了动态编写代码的效果。

也就是说,因为字符串常量的内容被当做有效代码而执行了,其中的 'A'-'D' 元素,就取得了新的身份,变成了最终的 A-D 变量名。

这个方法看起来很简单啊,可是 exec() 方法太生僻

注意:在 Python3 中,exec() 是个内置方法;而在 Python2 中,exec 是个语句(statement),另外有个 execfile() 方法,两者相合并,就成了 Python3 中的 exec() 方法。本文使用的是 Python3。

4、总结
抽象一下最初的问题,它实际问的是“如何将字符串内容作为其它对象的变量名”,更进一步地讲是——“如何将常量转化为变量 ”。

使用直接进行赋值的静态方法,行不通。

两位方法都是间接的动态方法:一个是动态地进行变量赋值,通过修改命名空间而植入变量;一个是动态地执行代码,可以说是通过“走后门”的方式,安插了变量。

两种方法殊途同归,不管是白猫还是黑猫,它们都抓到了老鼠。

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