如何解析字符串形式Python代码并判断指定变量是否被使用

现有存储为字符串格式的Python代码片段，内容如下：

code = '''
I = 1

II = 2

print(II)
'''

需要实现功能：判断代码字符串里的指定变量是否存在实际被使用的场景。
最初的实现思路是用正则匹配，代码如下：

import re

def was_used(varname, codestr):
    used = re.findall(varname, codestr)
    
    return len(used) >= 2

print(was_used('I', code))

这个方案存在明显bug：当不同变量名存在包含关系时（比如示例中的I和II）会出现误判。上述代码执行后会错误返回True，但实际上变量I只做了定义，从未被调用使用。

正则修正版 #

原正则的核心问题是没有做单词边界匹配，只要字符串里出现对应字符序列就算命中，II中包含的I字符子串会被错误统计。
修正时需要做两点处理：

• 给匹配规则加单词边界符\b，只匹配独立出现的完整变量名，排除子串包含的误判
• 排除赋值语句左侧的变量定义场景，这部分不算变量使用

修正后的代码：

import re

def was_used(varname, codestr):
    # 匹配变量赋值定义的场景
    assign_reg = re.compile(rf'^\s*{re.escape(varname)}\s*=', re.MULTILINE)
    # 匹配所有独立出现的目标变量名
    var_reg = re.compile(rf'\b{re.escape(varname)}\b')
    total_count = len(var_reg.findall(codestr))
    define_count = len(assign_reg.findall(codestr))
    # 总出现次数减去定义次数，剩余的就是实际使用次数
    return (total_count - define_count) > 0

# 测试用例
print(was_used('I', code))  # 输出False，符合预期
print(was_used('II', code)) # 输出True，符合预期

代码里用re.escape处理变量名，是为了避免变量名包含正则特殊字符时匹配失效。

语法树解析版（最严谨） #

正则匹配始终存在覆盖不到的边界场景，比如变量名出现在注释、字符串字面量里，或者变量作为函数被定义等场景容易误判。最稳妥的方案是用Python内置的ast模块直接解析代码语法树，精准识别变量的使用场景：

import ast

def was_used(varname, codestr):
    syntax_tree = ast.parse(codestr)
    for node in ast.walk(syntax_tree):
        # 只匹配作为加载上下文出现的变量名（即实际调用/引用，排除赋值定义）
        if isinstance(node, ast.Name) and node.id == varname and isinstance(node.ctx, ast.Load):
            return True
    return False

# 测试用例
print(was_used('I', code))  # 输出False
print(was_used('II', code)) # 输出True

这个方案完全遵循Python语法规则，不会出现正则匹配的各类边界误差。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user16282401