在 Python 的底层实现中已经包含了源码到 AST 到 CodeObject 的转换过程，实际上 Python 也提供了一组工具，帮助我们直接控制 AST，如果熟练掌握的话，可以实现一些很有意思的魔法。

从源码到 AST

Python 已经内置了 ast 模块，可以直接从源码生成 AST，另外还有一组工具可以对 AST 做一些调整。首先从最基本的开始，从源码获得 AST 对象。

ast.parse(source, filename='<unknown>', mode='exec', *, type_comments=False, feature_version=None)

主要参数：

source，待编译代码，字符串；
filename，运行时错误信息会被输出到这个文件；
mode，如果是单行代码为 “eval”，多行代码则为 “exec”；

其返回值为 AST 对象。

AST 对象是一个树状结构，每一个 Node 可能会有多个子节点，通过 ast.dump 可以方便的查看 AST 的内部。

import ast

src='''
a = 1
b = 2
c = a + b
'''


ast_node = ast.parse(src, "msg.log", mode="exec")

print(ast.dump(ast_node))

这样就可以得到输出：

Module(body=[Assign(targets=[Name(id='a', ctx=Store())], value=Num(n=1)), Assign(targets=[Name(id='b', ctx=Store())], value=Num(n=2)), Assign(targets=[Name(id='c', ctx=Store())], value=BinOp(left=Name(id='a', ctx=Load()), op=Add(), right=Name(id='b', ctx=Load())))])

优雅的输出 AST

AST 本质上是树状结构的数据，上面的输出不是很方便观察，astpretty 提供了更加优雅的输出。

# 安装
pip install astpretty

只需要将上面代码中的:

print(ast.dump(ast_node))

替换为:

import astpretty
astpretty.pprint(ast_node)

就可以得到更有好的输出；

Module(
    body=[
        Assign(
            lineno=2,
            col_offset=0,
            targets=[Name(lineno=2, col_offset=0, id='a', ctx=Store())],
            value=Num(lineno=2, col_offset=4, n=1),
        ),
        Assign(
            lineno=3,
            col_offset=0,
            targets=[Name(lineno=3, col_offset=0, id='b', ctx=Store())],
            value=Num(lineno=3, col_offset=4, n=2),
        ),
        Assign(
            lineno=4,
            col_offset=0,
            targets=[Name(lineno=4, col_offset=0, id='c', ctx=Store())],
            value=BinOp(
                lineno=4,
                col_offset=4,
                left=Name(lineno=4, col_offset=4, id='a', ctx=Load()),
                op=Add(),
                right=Name(lineno=4, col_offset=8, id='b', ctx=Load()),
            ),
        ),
    ],
)

AST 的结构已经跃然纸上了。

研究 AST 有什么用？

AST 是介于源码和 ByteCode 之间的中间状态，在语义上更加接近 VM 的底层，可以精准的控制 Python 代码的最终执行情况，一些应用：

如果需要做一个在线执行 Python 的沙盒，出于安全考虑，可以修改用户提交源码的 AST，剔除一些高权限指令；
调整 Python 的运算规则，比如禁用对整数除法的结果提升到浮点数。

Python 内置的 compile 函数也接受 AST 对象作为输入，就像接受普通 Python 源码一样，这也意味着调整后的 AST 也可以被直接编译、执行。

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58. 在 Python 中生成 AST

从源码到 AST

优雅的输出 AST

研究 AST 有什么用？