python强大但很危险的一个函数eval()
在 Python 中，eval() 是一个强大但危险的函数，用于执行字符串形式的 Python 表达式。以下是深度解析：
一、基础用法
result = eval(expression, globals=None, locals=None)- 参数：
- expression：字符串形式的 Python 表达式
- globals/locals：可选命名空间字典
- 返回值：表达式执行结果
示例：
x = 10
print(eval("x + 5")) # 输出 15
print(eval("'hello'.upper()")) # 输出 'HELLO'二、关键特性
1.动态计算数学表达式
import math
print(eval("math.sqrt(16)")) # 输出 4.02.变量访问控制
通过命名空间限制可访问对象：
eval("x + y", {"x": 1, "y": 2}) # 输出 3
eval("os.system('ls')", {"__builtins__": None}) # 报错：os未定义3.与exec()的区别
特性 | eval() | exec() |
返回值 | 返回表达式结果 | 始终返回None |
可执行内容 | 单条表达式 | 多行代码/语句 |
示例 | eval("1+1") → 2 | exec("x=1+1") → 无返回值 |
三、安全风险与防护
1.高危操作示例
# 删除文件（绝对不要在生产环境使用！）
eval("__import__('os').system('rm -rf /')")
# 窃取敏感信息
eval("open('/etc/passwd').read()")2.防护方案
- 方案1：限制命名空间
safe_dict = {"__builtins__": None} # 禁用内置函数
eval("1+1", safe_dict) # 安全
eval("open('file')", safe_dict) # 报错方案2：使用ast.literal_eval()（推荐）
from ast import literal_eval
literal_eval("[1, 2, 3]") # 安全返回列表
literal_eval("__import__('os')") # 报错：仅支持字面量方案3：白名单过滤
def safe_eval(code):
allowed_chars = set("0123456789+-*/(). ")
if not all(c in allowed_chars for c in code):
raise ValueError("非法字符")
return eval(code)四、实用场景
1.配置文件动态解析
config = """
{
"timeout": 30,
"retry": True,
"plugins": ["pandas", "numpy"]
}
"""
settings = eval(config) # 转换为字典2.数学公式计算器
def calculate(formula):
try:
return eval(formula, {"math": math})
except Exception as e:
return f"错误: {e}"
calculate("math.sin(math.pi/2)") # 输出 1.03.动态条件过滤
users = [{"name": "Alice", "age": 25}, {"name": "Bob", "age": 18}]
condition = "user['age'] >= 20"
filtered = [user for user in users if eval(condition, {"user": user})]
# 输出: [{'name': 'Alice', 'age': 25}]五、性能对比
方法 | 执行 100 万次耗时 | 安全性 |
eval("1+1") | 0.8 秒 | |
literal_eval("1+1") | 2.1 秒 | |
直接计算 1+1 | 0.1 秒 |
结论：非必要场景避免使用eval()，优先考虑替代方案。
最佳实践原则
- 绝不执行用户输入：即使内部人员输入也需严格过滤
- 最小权限原则：始终传递限制后的命名空间
- 替代方案优先：
- 简单数据结构 → json.loads()/ast.literal_eval()
- 复杂逻辑 → 使用解析器（如pyparsing）
eval() 就像编程中的链锯——在专业场合高效强大，但稍有不慎就会造成严重伤害。