Python中从编译字符串返回函数时出现NameError问题排查

错误原因 #

在函数内部使用exec执行代码时，Python的函数局部作用域是静态解析的，exec无法动态将新定义的函数f添加到当前函数的局部命名空间中，直接返回f自然会触发NameError。

解决方法 #

使用自定义的命名空间字典来承接exec执行后的变量，再从字典中取出目标函数，这是最安全可控的方式：

import typing as t

def compile_functions() -> t.Callable:
    code = """def f():\n\treturn 1"""
    # 自定义命名空间，用于存储exec执行后生成的变量
    func_namespace = {}
    # 将代码执行到自定义命名空间中
    exec(code, func_namespace)
    # 从命名空间中取出定义好的函数f
    return func_namespace['f']

如果需要用到之前编译好的compiled对象，也可以替换成exec(compiled, func_namespace)，效果一致。

额外说明 #

不要尝试将exec的结果直接注入到函数局部作用域（比如用locals()作为命名空间），因为Python对局部变量的静态优化会导致这种方式无法生效，甚至引发不可预期的问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nestor556