python3：从代码对象中获取定义的函数？

Question

在python3中，我有以下代码：

path = '/path/to/file/containing/python/code'
source = open(path, 'r').read()
codeobject = compile(source, path, 'exec')

我检查了codeobject，但我没有看到任何方法来获取该对象中定义的所有函数的列表。

我知道我可以在 source 字符串中搜索以 def 开头的行，但如果可能的话，我想从代码对象中获取此信息。

我错过了什么？

Answer 1

代码对象是一个嵌套结构； 在代码对象执行时创建函数，它们的主体嵌入为作为常量一部分的单独代码对象：

>>> example = '''\
... def foobar():
...     print('Hello world!')
... '''
>>> codeobject = compile(example, '', 'exec')
>>> codeobject
<code object <module> at 0x11049ff60, file "", line 1>
>>> codeobject.co_consts
(<code object foobar at 0x11049fe40, file "", line 1>, 'foobar', None)
>>> codeobject.co_consts[0]
<code object foobar at 0x11049fe40, file "", line 1>
>>> codeobject.co_consts[0].co_name
'foobar'

当你反汇编顶层代码对象时，你可以看到函数对象是从这样的代码对象创建的：

>>> import dis
>>> dis.dis(codeobject)
  1           0 LOAD_CONST               0 (<code object foobar at 0x11049fe40, file "", line 1>)
              2 LOAD_CONST               1 ('foobar')
              4 MAKE_FUNCTION            0
              6 STORE_NAME               0 (foobar)
              8 LOAD_CONST               2 (None)
             10 RETURN_VALUE

MAKE_FUNCTION opcode 从堆栈中获取代码对象，以及从堆栈中获取函数名和任何默认参数值；您可以看到它前面的LOAD_CONST opcodes 将代码对象和名称放在那里。

然而，并非所有代码对象都是函数：

>>> compile('[i for i in range(10)]', '', 'exec').co_consts
(<code object <listcomp> at 0x1105cb030, file "", line 1>, '<listcomp>', 10, None)
>>> compile('class Foo: pass', '', 'exec').co_consts
(<code object Foo at 0x1105cb0c0, file "", line 1>, 'Foo', None)

如果你想列出字节码中加载了哪些函数，最好的办法是使用反汇编，而不是查找代码对象：

import dis
from itertools import islice

# old itertools example to create a sliding window over a generator
def window(seq, n=2):
    """Returns a sliding window (of width n) over data from the iterable
       s -> (s0,s1,...s[n-1]), (s1,s2,...,sn), ...
    """
    it = iter(seq)
    result = tuple(islice(it, n))
    if len(result) == n:
        yield result    
    for elem in it:
        result = result[1:] + (elem,)
        yield result

def extract_functions(codeobject):
    codetype = type(codeobject)
    signature = ('LOAD_CONST', 'LOAD_CONST', 'MAKE_FUNCTION', 'STORE_NAME')
    for op1, op2, op3, op4 in window(dis.get_instructions(codeobject), 4):
        if (op1.opname, op2.opname, op3.opname, op4.opname) == signature:
            # Function loaded
            fname = op2.argval
            assert isinstance(op1.argval, codetype)
            yield fname, op1.argval

这将为加载到给定代码对象中的所有函数生成(name, codeobject) 元组。