Izpratne par kļūdām dinamiskā mainīgā veidošanā ar vars() programmā Python

Kāpēc mēs nevaram dinamiski piekļūt Python mainīgajiem, izmantojot vars ()?

Dinamiski veidojot mainīgos Python, tas var radīt spēku, it īpaši, ja vēlaties optimizēt koda elastību vai elastīgāk apstrādāt datus.

Iedomājieties, ka pārlūkojat sarakstu un vēlaties izveidot virkni mainīgo ar konkrētiem nosaukumiem — izklausās glīti, vai ne? The vars() funkcija ir vilinoša iespēja šādiem uzdevumiem, jo ​​tā var piekļūt pašreizējo vietējo mainīgo vārdnīcai.

Tomēr, lai arī cik intuitīva šī pieeja nešķistu, tā dažkārt noved pie negaidītiem kļūdas. Ja esat saskāries ar šo problēmu, jūs neesat viens! Daudzi izstrādātāji ir pārsteigti, kad viņu kods neizdodas mainīgo izguves brīdī.

Izpētīsim, kāpēc to izmantot vars() dinamiski cilpu ietvaros var nedarboties, kā jūs gaidāt, un problēmas ilustrē daži reāli piemēri 🎢. Vai esat gatavs uzzināt, kāpēc funkcija vars() varētu izraisīt šīs problēmas? Lasiet tālāk!

Izpratne par dinamisko mainīgo izveidi, izmantojot Python funkciju vars()

Python funkcija vars() bieži vien ir populāra izvēle izstrādātājiem, kuriem ir nepieciešams piekļūt pašreizējiem vietējiem mainīgajiem un izpildlaikā dinamiski izveidot mainīgo nosaukumus. Norādītajā piemērā funkcija tiek izmantota, lai izveidotu mainīgos ar nosaukumiem, kuru pamatā ir elementi no saraksta, kas ļauj automātiski ģenerēt mainīgo nosaukumus, piemēram, “abc1”, “abc2” un “abc3”. Lai gan tas var izklausīties ērti, šai pieejai ir daži ierobežojumi, it īpaši, ja mēs vēlāk mēģinām dinamiski izgūt šos mainīgos. Viens no galvenajiem kļūdu iemesliem šajā gadījumā ir tas vars() nemaina faktisko lokālo tvērumu tādā veidā, kas ir noturīgs dažādās koda daļās. Tas var izraisīt negaidītas kļūdas "mainīgais nav atrasts" atgriešanās paziņojumos.

Mūsu pieejā mēs sākotnēji izmantojām a cilpai lai atkārtotu katru saraksta elementu un dinamiski ģenerētu mainīgo nosaukumus, apvienojot virkni "abc" ar katru saraksta elementu. Piemēram, ja saraksts ir ['1', '2', '3'], cilpa izveidos mainīgos, ko sauc par 'abc1', 'abc2' un 'abc3'. Bet kamēr vars() palīdz mums saglabāt šīs vērtības, konsekventi izgūstot tās vars() atgriešanās fāzē ir sarežģīta, jo šie mainīgie var nebūt pieejami, kā mēs sagaidām. Lai no tā izvairītos, viena alternatīva metode ir izmantot vārdnīcu, lai saglabātu šos ģenerētos mainīgos, jo vārdnīcas dabiski ir paredzētas dinamiskai atslēgu vērtību glabāšanai.

Mēs arī pētījām, izmantojot izpildīt() darbojas kā vēl viens veids, kā dinamiski definēt mainīgos. The izpildīt() Funkcija ļauj mums izpildīt Python koda virkni, kas ļauj izveidot mainīgo izpildes laikā, iegulstot mainīgā nosaukumu koda virknē. Tomēr šī pieeja attiecas tikai uz konkrētiem gadījumiem iespējamo drošības risku un veiktspējas izmaksu dēļ. Piemēram, vidēs, kur ir iesaistīta lietotāja ievade, izmantojot exec(), var tikt atklātas ievainojamības, ja ar to netiek rīkoties uzmanīgi. Mūsu piemērā exec () tiek izmantots kontrolētā iestatījumā, kurā mēs esam pārliecināti par ievadi, un tas kalpo dinamisku mainīgo izveidošanai. Tomēr no šīs metodes parasti izvairās, ja vien tas nav absolūti nepieciešams drošām lietojumprogrammām.

Vēl viens svarīgs šī risinājuma aspekts ir rakstīšana vienību testi lai pārbaudītu, vai katra metode (vars(), vārdnīca un exec()) darbojas kā paredzēts. Izmantojot Python unittest bibliotēku, mēs iestatījām testa gadījumus, lai nodrošinātu, ka katra pieeja konsekventi atgriež gaidītās vērtības. Unittest sistēma nodrošina noderīgus apgalvojumus, piemēram, assertEqual, kas salīdzina funkcijas izvadi ar paredzamo rezultātu. Piemēram, mūsu tests apstiprina, ka, izpildot uz vārdnīcu balstītu funkciju ar vērtību sarakstu, atgriež [1,1,1], kā paredzēts. Izmantojot vienību testus, mēs varam ātri apstiprināt mūsu koda noturību dažādos scenārijos un savlaicīgi noteikt visas neatbilstības. Kopumā šie testi pastiprina kodēšanas labāko praksi, nodrošinot, ka mūsu funkcijas efektīvi un uzticami apstrādā malas gadījumus.

def test_with_vars(a):
    # Initialize a dictionary to track generated variables
    for i in range(len(a)):
        # Dynamically assign variable names and values
        vars()[f'abc{a[i]}'] = 1
    # Collect dynamically assigned values and return
    return [vars().get(f'abc{a[i]}', None) for i in range(len(a))]

# Test case to verify solution
b = ['1', '2', '3']
print(test_with_vars(b))  # Expected output: [1, 1, 1]

def test_with_dict(a):
    # Use a dictionary to simulate dynamic variables
    dynamic_vars = {}
    for i in range(len(a)):
        # Use dictionary keys as dynamic variable names
        dynamic_vars[f'abc{a[i]}'] = 1
    # Return list of values using dictionary keys
    return [dynamic_vars.get(f'abc{a[i]}', None) for i in range(len(a))]

# Test case for dictionary-based solution
print(test_with_dict(b))  # Expected output: [1, 1, 1]

def test_with_exec(a):
    # Use exec to create dynamic variables
    for i in range(len(a)):
        exec(f"abc{a[i]} = 1")
    # Verify by returning values
    results = []
    for i in range(len(a)):
        # Access dynamically created variables
        exec(f"results.append(abc{a[i]})")
    return results

# Test case for exec-based solution
print(test_with_exec(b))  # Expected output: [1, 1, 1]

import unittest

class TestDynamicVariableAssignment(unittest.TestCase):
    def test_vars_method(self):
        self.assertEqual(test_with_vars(['1', '2', '3']), [1, 1, 1])
        
    def test_dict_method(self):
        self.assertEqual(test_with_dict(['1', '2', '3']), [1, 1, 1])

    def test_exec_method(self):
        self.assertEqual(test_with_exec(['1', '2', '3']), [1, 1, 1])

# Run the tests
if __name__ == "__main__":
    unittest.main()

Dinamisko mainīgo izveides alternatīvu izpēte programmā Python

Strādājot programmā Python, daudzi izstrādātāji pēta veidus, kā dinamiski izveidot un piekļūt mainīgajiem. The vars() funkcija ir viens no pirmajiem rīkiem, kas jāizmēģina, dinamiski apstrādājot mainīgos. Tomēr, kā mēs redzējām, paļaušanās tikai uz vars() mainīgo manipulācijām rada problēmas, jo īpaši ar izguvi un konsekventu piekļuvi. Tā vietā izstrādātāji bieži tiek mudināti izmantot kontrolētākas un uzticamākas alternatīvas, piemēram, vārdnīcas, kas vienkāršo piekļuvi datiem un samazina izpildlaika kļūdas. Piemēram, ģenerēto mainīgo saglabāšana vārdnīcā kā atslēgu un vērtību pāri ļauj izvairīties no sarežģītiem risinājumiem un nodrošina konsekvenci visā skriptā.

Papildus vārdnīcām, globālie () funkcija ir vēl viena iespēja, ko var izmantot, lai pārvaldītu dinamiski ģenerētus mainīgos. Atšķirībā no vars (), kas galvenokārt piekļūst vietējai simbolu tabulai, globals () darbojas moduļa līmenī, padarot mainīgos pieejamus visā programmā. Piemēram, veidojot mainīgo globālajā tvērumā, izmantojot globals()['new_var'] = 'Hello' nodrošina, ka new_var ir pieejams visā modulī. Tomēr globals() ir jāizmanto piesardzīgi lielos projektos, lai izvairītos no nevēlamām blakusparādībām globālā mērogā. Tomēr tas joprojām ir noderīgs maza mēroga projektiem, kur ir nepieciešama globāla mainīga piekļuve.

Daži izstrādātāji arī pievēršas Python klasēm, ja nepieciešams pārvaldīt daudzus atribūtus ar dinamiskiem nosaukumiem. Izmantojot setattr(), varat piešķirt jaunus atribūtus klases gadījumiem izpildes laikā, efektīvi izveidojot "dinamiskos mainīgos" objekta darbības jomā. Piemēram, skriešana setattr(obj, 'attribute_name', value) piešķir objektam jaunu atribūtu, nodrošinot elastīgu datu apstrādi kontrolētā vidē. Šī pieeja piedāvā labāko no abām pasaulēm: dinamisku mainīgo nosaukumu piešķiršanu un iekapsulēšanu, kas saglabā datu sakārtotību un novērš problēmas, kas raksturīgas globals() vai vars() lietojumam. Šo vars() alternatīvu izmantošana nodrošina strukturētākas iespējas dinamisko datu pārvaldībai 🧩.