Работа с модулем types: динамические типы и проверки

Как создать динамическую функцию с помощью types.FunctionType и CodeType?

Создание функции на лету пригождается при реализации плагинов, DSL или кэширования логики. Потребуется объект кода (types.CodeType), который можно получить через компиляцию строки.

import types

# Компилируем код, содержащий определение функции
compiled = compile('def add(a, b): return a + b', '', 'exec')
# Извлекаем объект кода функции (первый объект CodeType в константах)
code_obj = next(c for c in compiled.co_consts if isinstance(c, types.CodeType))
# Создаём функцию
dynamic_add = types.FunctionType(code_obj, globals(), 'dynamic_add')
print(dynamic_add(7, 11))

Python cpp module (взаимодействие python с модулями c++)

18

Python module cv2 (модуль cv2 (opencv) в python)

Объяснение шагов: compile() возвращает объект модуля. Его атрибут co_consts содержит кортеж констант, среди которых находится CodeType нашей функции. После извлечения CodeType передаётся в FunctionType вместе со словарём глобальных переменных (чтобы функция могла вызывать другие объекты) и именем. Функция готова к использованию.

Как привязать динамическую функцию к объекту как метод (types.MethodType)?

Иногда требуется создать метод экземпляра, не определённый в классе. MethodType позволяет привязать функцию к объекту.

import types

class Container:
    pass

def show(self, prefix):
    return f"{prefix}: {self}"

obj = Container()
# Создаём метод, привязанный к obj
bound_method = types.MethodType(show, obj)
print(bound_method("Object"))

Python encodings module (модуль encodings в python)

Object: <__main__.Container object at 0x...>

Platform module python (модуль platform в python)

Объяснение: Первым аргументом MethodType передаётся функция, вторым - экземпляр, к которому она привязывается. Полученный объект ведёт себя как обычный метод: при вызове self автоматически ссылается на obj.

Как проверить, является ли объект генератором или сопрограммой?

Модуль types содержит константы GeneratorType и CoroutineType, позволяющие отличить один вид итераторов от других.

import types

def gen():
    yield 1

async def coro():
    return 42

g = gen()
c = coro()

print(isinstance(g, types.GeneratorType))
print(isinstance(c, types.CoroutineType))
print(isinstance(c, types.GeneratorType))

Python string module (модуль string в python)

True
True
False

Module sys python (модуль sys в python)

Применение: Такие проверки полезны при обработке потоков данных в фреймворках или при сериализации состояний.

Как создать модуль динамически и зарегистрировать его в sys.modules?

Динамическое создание модулей применяется в плагинах, виртуальных импортах и системах конфигурации. Класс ModuleType позволяет создать объект модуля, который затем можно наполнить атрибутами.

import types
import sys

# Создаём модуль
new_module = types.ModuleType('dynamic_module', 'Модуль, созданный на лету')
new_module.VERSION = 1.0
new_module.helper = lambda x: x * 2

# Регистрируем в sys.modules, чтобы можно было импортировать
sys.modules['dynamic_module'] = new_module

# Импортируем и используем
import dynamic_module
print(dynamic_module.VERSION)
print(dynamic_module.helper(21))

Python tkinter module (модуль tkinter в python)

1.0
42

Python types module (модуль types в python)

Пояснение: Первый аргумент ModuleType - имя модуля, второй (опционально) - документация. После добавления в sys.modules модуль становится доступным для обычного импорта, что удобно для тестирования или расширения функциональности.

Как работать с traceback и исключениями через types.TracebackType?

При обработке исключений иногда требуется изменить или создать цепочку traceback. TracebackType используется вместе с types.FunctionType для кастомной обработки.

import types
import traceback

try:
    raise ValueError("Ошибка")
except ValueError as e:
    tb = e.__traceback__
    print(isinstance(tb, types.TracebackType))
    # Можно извлечь кадры или даже построить новый traceback
    # (создание с нуля - сложная задача, обычно ограничиваются чтением)
    for frame in traceback.extract_tb(tb):
        print(frame)

Python typing module (модуль typing в python)

True
, line 2 in >

Использование: Позволяет анализировать стек вызовов, перехватывать и модифицировать информацию об ошибках в логгерах или дебаггерах.