python - 对用户输入字符串使用 numba.jit

Question

我正在尝试编写一个程序，该程序将用户输入函数作为字符串接收，并使用该函数进行大量计算。这些计算是使用 numba.jit 完成的，如果我对函数进行硬编码，代码就可以工作，但我无法弄清楚如何解析字符串，以便可以将其转换为 nopython=True 的 jitted 函数。

例如，我的代码使用函数运行

@jit(nopython=True)
def f(x):
    return x*x

但我想采用用户输入字符串“x*x”并创建相同的函数。我尝试过使用 SymPy，但无法让它与 jit 很好地配合。有什么想法吗？

Answer 1

假设您实际上想要将任意 Python 代码作为用户输入并运行它——您通常真的非常不想这样做，但我们假设您有充分的理由......

但首先:您提到尝试使用 SymPy 来做到这一点。如果您实际上尝试从 SymPy 表达式创建函数，例如，通过使用 sympify 或 lambdify 应该可以工作，如果不行，您需要如果您需要调试帮助，请向我们展示您的代码。

但是，让我们停止拖延，看看如何才能完成您所要求的事情，即使这很可能不是您真正想要的。

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请记住，装饰器只是函数，它接受一个函数并返回另一个函数，您可以正常调用它们。因此，您所要做的就是将任意 Python 代码转换为函数，然后将其传递给装饰器。

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如果任意 Python 代码只是一个表达式，您可以将其包装在 lambda 表达式中，eval 结果，然后您就得到了一个应用该表达式的函数表达式:

lambdastr = f'lambda x: {user_string}'
lambdafunc = eval(lambdastr)
numbafunc = numba.jit(nopython=True)(lambdafunc)

或者，如果您愿意的话:

numbafunc = numba.jit(nopython=True)(eval(f'lambda x: {user_string}'))

如果您在想“但是等等，eval 很危险”——嗯，是的，eval 很危险，因为它将任意用户字符串评估为代码，这正是你想做什么。没有不危险的方法可以做到这一点。

因此，如果您的用户向您传递字符串 x * x，您现在就得到了一个对其输入进行平方的函数，如果用户向您传递字符串 __import__('os ').system('rm -rf/')，您现在已经有了一个尝试删除整个硬盘驱动器的函数。

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如果您想获取一条语句，可以通过将其包装在 def 中并调用 exec 来有效地执行相同的操作:

defstr = f'def __(x): {user_string}'
deffunc = exec(defstr)
numbafunc = numba.jit(nopython=True)(deffunc)

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如果任意 Python 代码可以是语句 block ，那么由于需要处理缩进，情况会稍微复杂一些，但这并不太难:

user_lines = '\n'.join(' '+line for line in user_string.splitlines())
defstr = f'def __(x):\n{user_lines}'
deffunc = exec(defstr)
numbafunc = numba.jit(nopython=True)(deffunc)