python - 安全地评估简单的字符串方程

Question

我正在编写一个程序，其中一个方程作为字符串输入，然后计算。到目前为止，我想出了这个:

test_24_string = str(input("Enter your answer: "))
test_24 = eval(test_24_string)

我需要这个等式的字符串版本和计算版本。但是，eval 是一个非常危险的函数。但是，使用 int() 不起作用，因为它是一个等式。是否有 Python 函数可以像输入数字一样计算字符串中的数学表达式？

Answer 1

一种方法是使用 numexpr .它主要是一个用于优化(和多线程)的模块 numpy操作，但它也可以处理数学 python 表达式:

>>> import numexpr
>>> numexpr.evaluate('2 + 4.1 * 3')
array(14.299999999999999)

您可以在结果上调用 .item 以获得类似 python 的类型:

>>> numexpr.evaluate('17 / 3').item()
5.666666666666667

它是第 3 方扩展模块，所以在这里可能有点矫枉过正，但它绝对比 eval 更安全，并且支持相当多的功能(包括 numpy 和 数学操作)。如果还支持“变量替换”:

>>> b = 10
>>> numexpr.evaluate('exp(17) / b').item()
2415495.27535753

---

使用 python 标准库的一种方法，虽然非常有限，但它是 ast.literal_eval .它适用于 Python 中最基本的数据类型和文字:

>>> import ast
>>> ast.literal_eval('1+2')
3

但是对于更复杂的表达式会失败，例如:

>>> ast.literal_eval('import os')
SyntaxError: invalid syntax

>>> ast.literal_eval('exec(1+2)')
ValueError: malformed node or string: <_ast.Call object at 0x0000023BDEADB400>

不幸的是，除了 + 和 - 之外的任何运算符都是不可能的:

>>> ast.literal_eval('1.2 * 2.3')
ValueError: malformed node or string: <_ast.BinOp object at 0x0000023BDEF24B70>

我在此处复制了部分文档，其中包含受支持的类型:

Safely evaluate an expression node or a string containing a Python literal or container display. The string or node provided may only consist of the following Python literal structures: strings, bytes, numbers, tuples, lists, dicts, sets, booleans, and None.