Сохраните в закладках эту статью, если вы новичок в python (особенно если изучаете python сами)

Conclusion#

You can use Python’s to evaluate Python expressions from a string-based or code-based input. This built-in function can be useful when you’re trying to evaluate Python expressions on the fly and you want to avoid the hassle of creating your own expressions evaluator from scratch.

In this tutorial, you’ve learned how works and how to use it safely and effectively to evaluate arbitrary Python expressions.

You’re now able to:

• Use Python’s to dynamically evaluate basic Python expressions
• Run more complex statements like function calls, object creation, and attribute access using
• Minimize the security risks associated with the use of Python’s

Additionally, you’ve coded an application that uses to interactively evaluate math expressions using a command-line interface. You can download the application’s code by clicking on the link below:

Documentation

Parser

is the main class of the library that contains the methods to parse, evaluate and simplify mathematical expressions. In order to use the library you need to create an instance of this class:

> from py_expression_eval import Parser
> parser = Parser()

Once you instantiated class, you can create object using method:

> parser.parse('2 * 3')
Out <py_expression_eval.Expression instance at 0x7f40cc4e5ef0>

Parser.Expression

takes a dictionary with variables as a parameter and returns the value of the expression:

> parser.parse('2 * 3').evaluate({})
Out 6
> parser.parse('2 * 3.0').evaluate({})
Out 6.0
> parser.parse('2 * x').evaluate({'x' 7})
Out 14
> parser.parse('2 * x').evaluate({'x' 7.0})
Out 14.0

creates a new expression where specified variables are replaces with a new expression. For example, to replace with in expression we use the following code:

> parser.parse('2 * x').substitute('x', '3 + x').toString()
Out '(2*(3+x))'

returns a list of the variables for the expression:

> parser.parse('2 * x + y').variables()
Out 'x', 'y'

simplifies the expression. For example,

> parser.parse('2 * 3 * x + y').simplify({}).toString()
Out '((6*x)+y)'
> parser.parse('2 * 3 * x + y').simplify({'x' -1}).toString()
Out '(-6+y)'
> parser.parse('cos(PI) + x').simplify({}).toString()
Out '(-1.0+x)'

converts the expression to a string.

Available operators, constants and functions

Python Script Launching

The launcher is restricted to launching Python scripts.
It is not intended as a general-purpose script launcher or
shebang processor.

The launcher supports the syntax of shebang lines as described
in , including all restrictions listed.

The launcher supports shebang lines referring to Python
executables with any of the (regex) prefixes «/usr/bin/», «/usr/local/bin»
and «/usr/bin/env *», as well as binaries specified without

For example, a shebang line of ‘#! /usr/bin/python’ should work even
though there is unlikely to be an executable in the relative Windows
directory «\usr\bin». This means that many scripts can use a single
shebang line and be likely to work on both Unix and Windows without
modification.

The launcher will support fully-qualified paths to executables.
While this will make the script inherently non-portable, it is a
feature offered by Unix and would be useful for Windows users in
some cases.

The launcher will be capable of supporting implementations other than
CPython, such as jython and IronPython, but given both the absence of
common links on Unix (such as «/usr/bin/jython») and the inability for the
launcher to automatically locate the installation location of these
implementations on Windows, the launcher will support this via
customization options. Scripts taking advantage of this will not be
portable (as these customization options must be set to reflect the
configuration of the machine on which the launcher is running) but this
ability is nonetheless considered worthwhile.

Understanding Python’s eval()#

You can use the built-in Python to dynamically evaluate expressions from a string-based or compiled-code-based input. If you pass in a string to , then the function parses it, compiles it to , and evaluates it as a Python expression. But if you call with a compiled code object, then the function performs just the evaluation step, which is quite convenient if you call several times with the same input.

The signature of Python’s is defined as follows:

The function takes a first argument, called , which holds the expression that you need to evaluate. also takes two optional arguments:

In the next three sections, you’ll learn what these arguments are and how uses them to evaluate Python expressions on the fly.

Note: You can also use to dynamically execute Python code. The main difference between and is that can only execute or evaluate expressions, whereas can execute any piece of Python code.

Minimizing the Security Issues of eval()#

Although it has an almost unlimited number of uses, Python’s also has important security implications. is considered insecure because it allows you (or your users) to dynamically execute arbitrary Python code.

This is considered bad programming practice because the code that you’re reading (or writing) is not the code that you’ll execute. If you’re planning to use to evaluate input from a user or any other external source, then you won’t know for sure what code is going to be executed. That’s a serious security risk if your application runs in the wrong hands.

For this reason, good programming practices generally recommend against using . But if you choose to use the function anyway, then the rule of thumb is to never ever use it with untrusted input. The tricky part of this rule is figuring out which kinds of input you can trust.

As an example of how using irresponsibly can make your code insecure, suppose you want to build an online service for evaluating arbitrary Python expressions. Your user will introduce expressions and then click the button. The application will get the user’s input and pass it to for evaluation.

This application will run on your personal server. Yes, the same server where you have all those valuable files. If you’re running a Linux box and the application’s process has the right permissions, then a malicious user could introduce a dangerous string like the following:

The above code would delete all the files in the application’s current directory. That would be awful, wouldn’t it?

Note: is a built-in function that takes a module name as a string and returns a reference to the module object. is a function, which is totally different from an statement. You can’t evaluate an statement using .

When the input is untrusted, there’s no completely effective way to avoid the security risks associated with . However, you can minimize your risk by restricting the execution environment of . You’ll learn a few techniques for doing so in the following sections.

Как сделать выбор[править]

if-elseправить

Перед тем как непосредственно приступить к теме, обозначенной в заглавии и введении, мы изучим еще одну базовую конструкцию, которая нам пригодится и в этой теме, и вообще в программировании без нее не обойтись. Зачастую, в зависимости от получаемых результатов или выбора пользователя, требуется совершить и соответствующие инструкции. Например, нам следует определять значения синуса только при условии, если угол лежит в интервале от 0 до π. В обратном случае решим, что мы присваиваем 0. На Python функция, определенная таким образом, будет записана как показано ниже:

def f(x):
    if  <= x <= pi
        value = sin(x)
    else
        value = 
    return value

Общая структура if-else выглядит так:

if условие
    <блок инструкций, выполняемых, если условие True>
else
    <блок инструкций, выполняемых, если условие False>

Вот еще один пример:

if C < -273.15
    print '%g degrees Celsius is non-physical!' % C
    print 'The Fahrenheit temperature will not be computed.'
else
    F = 9.05*C + 32
    print F
print 'end of program'

В случае, если температура в градусах Цельсия оказывается ниже абсолютного нуля, что противоречит постулатам термодинамики, то выводится замечание об отсутствии физического смысла и абсурдности перевода значения температуры в градусы шкалы Фаренгейта. Если же ошибки не возникает, то происходит пересчет и вывод значения. Независимо от того, выполнилось ли условие или нет, выполняется инструкция в последней строке, поскольку она не относится к блоку if-else.

if-elif-elseправить

Как и у дерева или реки у кода программы таких ветвей или рукавов может быть множество и выбор может быть гораздо более сложным, с вложенными друг в друга ветвями. Для того, чтобы текст программы не растекался по горизонтали (ведь для каждой ветви требуется еще один отступ в четыре пробела), существует замечательная конструкция выбора elif (сокращение от else-if). Смотрится это в общем виде так:

if condition1
    <block of statements>
elif condition2
    <block of statements>
elif condition3
    <block of statements>
else
    <block of statements>
<next  statement>

Последняя else-часть в случае ненадобности может быть опущена. Конкретное применение можно понять на таком примере:

def N(x):
    if x < 
        return 0.0
    elif  <= x < 1
        return x
    elif 1 <= x < 2
        return 2 - x
    elif x >= 2
        return 0.0

В этом коде записана кусочно определенная математическая функция, которой в разных интервалах x соответствует разное описание. Если к ней внимательно приглядеться, то можно заметить, что ее можно еще значительно оптимизировать: в первой и последней инструкции return возвращается ноль. Другими словами, на языке математики можно сказать, что функция равна нулю везде, кроме интервала (0; 2). Более короткая и ясная запись функции:

def N(x):
    if  <= x < 1
        return x
    elif 1 <= x < 2
        return 2 - x
    else
        return 

И ещеправить

Зачастую от if-else требуется совсем немного:

if condition
    a = value1
else
    a = value2

Ввиду частоты такой простой конструкции в Python есть ее однострочный аналог:

a = value1 if condition else value2

Это не значит, что такому способу найти применение можно только в самых примитивных случаях. Вот пример с которого мы начали очень естественно сюда подошел:

def f(x):
    return sin(x) if  <= x <= 2*pi else 

Вспомнив конец прошлого урока, мы можем сказать, что как только мы видим миниатюрную функцию, ее можно записать в lambda-виде:

f = lambda x sin(x) if  <= x <= 2*pi else 

Заметим, что это возможно только с таким представлением, поскольку lambda-функция не работает с блоками if-else, но очень любит выражения.

Python NumPy

NumPy IntroNumPy Getting StartedNumPy Creating ArraysNumPy Array IndexingNumPy Array SlicingNumPy Data TypesNumPy Copy vs ViewNumPy Array ShapeNumPy Array ReshapeNumPy Array IteratingNumPy Array JoinNumPy Array SplitNumPy Array SearchNumPy Array SortNumPy Array FilterNumPy Random
Random Intro
Data Distribution
Random Permutation
Seaborn Module
Normal Distribution
Binomial Distribution
Poisson Distribution
Uniform Distribution
Logistic Distribution
Multinomial Distribution
Exponential Distribution
Chi Square Distribution
Rayleigh Distribution
Pareto Distribution
Zipf Distribution

NumPy ufunc
ufunc Intro
ufunc Create Function
ufunc Simple Arithmetic
ufunc Rounding Decimals
ufunc Logs
ufunc Summations
ufunc Products
ufunc Differences
ufunc Finding LCM
ufunc Finding GCD
ufunc Trigonometric
ufunc Hyperbolic
ufunc Set Operations

Examples

from py_expression_eval import Parser

parser = Parser()
parser.parse('2 * 3').evaluate({})  # 6
parser.parse('2 ^ x').evaluate({'x' 3})  # 8.0
parser.parse('2 * x + 1').evaluate({'x' 3})  # 7
parser.parse('2 + 3 * x').evaluate({'x' 4})  # 14
parser.parse('(2 + 3) * x').evaluate({'x' 4}) # 20
parser.parse('2-3^x').evaluate({'x' 4})  # -79.0
parser.parse('-2-3^x').evaluate({'x' 4})  # -83.0
parser.parse('-3^x').evaluate({'x' 4})  # -81.0
parser.parse('(-3)^x').evaluate({'x' 4})  # 81.0
parser.parse('2*x + y').evaluate({'x' 4, 'y' 1})  # 9
parser.parse('round(log(2.7))').evaluate({}) # 1.0

# substitute
expr = parser.parse('2 * x + 1')
expr2 = expr.substitute('x', '4 * x')  # ((2*(4*x))+1)
expr2.evaluate({'x' 3})  # 25

# simplify
expr = parser.parse('x * (y * atan(1))').simplify({'y' 4})
expr.toString()  # x*3.141592
expr.evaluate({'x' 2})  # 6.283185307179586

# get variables
expr = parser.parse('x * (y * atan(1))')
expr.variables()  # 
expr.simplify({'y' 4}).variables()  # 

Shebang line parsing

If the first command-line argument does not start with a dash (‘-‘)
character, an attempt will be made to open that argument as a file
and parsed for a shebang line according to the rules in :

#! interpreter 

Once parsed, the command will be categorized according to the following rules:

• If the command starts with the definition of a customized command
  followed by a whitespace character (including a newline), the customized
  command will be used. See below for a description of customized
  commands.
• The launcher will define a set of prefixes which are considered Unix
  compatible commands to launch Python, namely «/usr/bin/python»,
  «/usr/local/bin/python», «/usr/bin/env python», and «python».
  If a command starts with one of these strings will be treated as a
  ‘virtual command’ and the rules described in Python Version Qualifiers
  (below) will be used to locate the executable to use.
• Otherwise the command is assumed to be directly ready to execute — ie.
  a fully-qualified path (or a reference to an executable on the PATH)
  optionally followed by arguments. The contents of the string will not
  be parsed — it will be passed directly to the Windows CreateProcess
  function after appending the name of the script and the launcher
  command-line arguments. This means that the rules used by
  CreateProcess will be used, including how relative path names and
  executable references without extensions are treated. Notably, the
  Windows command processor will not be used, so special rules used by the
  command processor (such as automatic appending of extensions other than
  ‘.exe’, support for batch files, etc) will not be used.

The use of ‘virtual’ shebang lines is encouraged as this should
allow for portable shebang lines to be specified which work on
multiple operating systems and different installations of the same
operating system.

Волшебная функция eval[править]

В Python есть функция eval, которая в качестве аргумента принимает строку и воспроизводит ее как выражение Python. Для того, чтобы показать что это значит:

>>> r = eval('1+2')
>>> r
3
>>> type(r)
<type 'int'>

Результат выражения r = eval('1+2') тот же самый, если бы мы записали r = 1+2:

>>> r = 1+2
>>> r
3
>>> type(r)
<type 'int'>

В следующих примерах показано, как функция eval возвращает число, строку, список, кортеж и так далее

Во втором примере обратите внимание на типы кавычек.

>>> r = eval('2.5')
>>> r
2.5
>>> type(r)
<type 'float'>

>>> r = eval('"math  programming"')
>>> r
'math  programming'
>>> type(r)
<type 'str'>

>>> r = eval('')
>>> r
1, 6, 7.5
>>> type(r)
<type 'list'>

>>> r = eval('(-1, 1)')
>>> r
(-1,  1)
>>> type(r)
<type 'tuple'>

>>> from  math import sqrt
>>> r = eval('sqrt(2)')
>>> r
1.4142135623730951
>>> type(r)
<type 'float'>

В общем, с eval все понятно, но в чем от нее польза? Вспомним про raw_input, которая после разговора с пользователем возвращает его ответ как объект типа string. А функция eval такие объекты принимает и выполняет. Этому можно найти множество применений. Вот одно из них: напишем маленькую программу, которая принимает и складывает два значения. Значениями может быть все, что угодно, к чему можно применять операцию сложения: целые и дробные числа, строки, списки и так далее. Поскольку мы не знаем, что именно пользователь складывает, то здесь и будет удобно использовать eval:

i1 = eval(raw_input('Give  input: '))
i2 = eval(raw_input('Give  input: '))
r = i1 + i2
print '%s + %s becomes %s\nwith value %s' % \
(type(i1), type(i2), type(r), r)

После запуска программы имеем:

В этой же программе можно посмотреть и как сложатся списки. Добавление друг к другу строк происходит только, если они введены в кавычках. Естественно, что объекты разных типов не могут суммироваться, так же, как это происходит и в Python. Все это вы можете проверить, поэкспериментировав с программой. Отсюда видно первое применение функции eval — обработка строк «на лету», что очень удобно при разработке программ. Другой пример или подпример предыдущего представляет собой возможность ввода часто изменяющегося кода — обрабатываемых математических формул:

formula = raw_input('Give a formula involving x: ')
x = eval(raw_input('Give x: '))
from math import *     #  теперь доступны все функции из math
result = eval(formula)
print '%s for x=%g yields %g' % (formula, x, result)

Теперь это уже выглядит как настоящее волшебство программирования — мы не просто по ходу действия вводим какие-то числа, а целые формулы, и можем использовать всю внутреннюю функциональность Python:

Installation

The launcher comes in 2 versions — one which is a console program and
one which is a «windows» (ie., GUI) program. These 2 launchers correspond
to the ‘python.exe’ and ‘pythonw.exe’ executables which currently ship
with Python. The console launcher will be named ‘py.exe’ and the Windows
one named ‘pyw.exe’. The «windows» (ie., GUI) version of the launcher
will attempt to locate and launch pythonw.exe even if a virtual shebang
line nominates simply «python» — in fact, the trailing ‘w’ notation is
not supported in the virtual shebang line at all.

The launcher is installed into the Windows directory (see
discussion below) if installed by a privileged user. The
stand-alone installer asks for an alternative location of the
installer, and adds that location to the user’s PATH.

The installation in the Windows directory is a 32-bit executable
(see discussion); the standalone installer may also offer to install
64-bit versions of the launcher.

The launcher installation is registered in
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\CurrentVersion\SharedDLLs
with a reference counter.
It contains a version resource matching the version number of the
pythonXY.dll with which it is distributed. Independent
installations will overwrite older version
of the launcher with newer versions. Stand-alone releases use
a release level of 0x10 in FIELD3 of the CPython release on which
they are based.

Once installed, the «console» version of the launcher is
associated with .py files and the «windows» version associated with .pyw
files.