ast – абстрактные синтаксические деревья¶ast – Abstract Syntax Trees

Классы узлов¶Node classes

class ast.AST¶

Это базовый класс всех узлов AST. Конкретные классы узлов порождаются из файла Parser/Python.asdl, который воспроизведён ниже. Они определены в C-модуле _ast и реэкспортированы в ast.

Для каждого символа левой части абстрактной грамматики определён один класс (например, ast.stmt или ast.expr). Кроме того, для каждого конструктора правой части определён один класс; эти классы наследуют от классов для деревьев левой части. Например, ast.BinOp наследует от ast.expr. Для продукционных правил с альтернативами (так называемых «сумм») класс левой части является абстрактным: создаются только экземпляры конкретных узлов-конструкторов.

_fields¶

Каждый конкретный класс имеет атрибут _fields, который содержит имена всех дочерних узлов.

Каждый экземпляр конкретного класса имеет по одному атрибуту для каждого дочернего узла, тип которого определён в грамматике. Например, экземпляры ast.BinOp имеют атрибут left типа ast.expr.

Если эти атрибуты помечены как необязательные в грамматике (с помощью вопросительного знака), значением может быть None. Если атрибуты могут иметь ноль или более значений (помечены звёздочкой), значения представляются в виде списков Python. Все возможные атрибуты должны присутствовать и иметь корректные значения при компиляции AST с помощью compile().

lineno¶

col_offset¶

end_lineno¶

end_col_offset¶

Экземпляры подклассов ast.expr и ast.stmt имеют атрибуты lineno, col_offset, lineno и col_offset. Атрибуты lineno и end_lineno – это номера первой и последней строк исходного текста (нумерация с 1, поэтому первая строка – строка 1), а col_offset и end_col_offset – это соответствующие смещения в байтах UTF-8 для первого и последнего токенов, породивших узел. Смещение в UTF-8 записывается, поскольку синтаксический анализатор использует UTF-8 внутри.

Обратите внимание, что конечные позиции не требуются компилятором и поэтому являются необязательными. Смещение конца находится после последнего символа, например, можно получить фрагмент исходного кода узла выражения из одной строки с помощью source_line[node.col_offset : node.end_col_offset].

Конструктор класса ast.T разбирает свои аргументы следующим образом:

• Если есть позиционные аргументы, их должно быть столько же, сколько элементов в T._fields; они будут присвоены как атрибуты с этими именами.

• Если есть ключевые аргументы, они установят атрибуты с теми же именами в указанные значения.

Например, чтобы создать и заполнить узел ast.UnaryOp, можно использовать

node = ast.UnaryOp()
node.op = ast.USub()
node.operand = ast.Constant()
node.operand.value = 5
node.operand.lineno = 0
node.operand.col_offset = 0
node.lineno = 0
node.col_offset = 0

или более компактный

node = ast.UnaryOp(ast.USub(), ast.Constant(5, lineno=0, col_offset=0),
                   lineno=0, col_offset=0)

Абстрактная грамматика¶Abstract Grammar

Абстрактная грамматика в настоящее время определяется следующим образом:

-- ASDL's 5 builtin types are:
-- identifier, int, string, object, constant

module Python
{
    mod = Module(stmt* body, type_ignore *type_ignores)
        | Interactive(stmt* body)
        | Expression(expr body)
        | FunctionType(expr* argtypes, expr returns)

        -- not really an actual node but useful in Jython's typesystem.
        | Suite(stmt* body)

    stmt = FunctionDef(identifier name, arguments args,
                       stmt* body, expr* decorator_list, expr? returns,
                       string? type_comment)
          | AsyncFunctionDef(identifier name, arguments args,
                             stmt* body, expr* decorator_list, expr? returns,
                             string? type_comment)

          | ClassDef(identifier name,
             expr* bases,
             keyword* keywords,
             stmt* body,
             expr* decorator_list)
          | Return(expr? value)

          | Delete(expr* targets)
          | Assign(expr* targets, expr value, string? type_comment)
          | AugAssign(expr target, operator op, expr value)
          -- 'simple' indicates that we annotate simple name without parens
          | AnnAssign(expr target, expr annotation, expr? value, int simple)

          -- use 'orelse' because else is a keyword in target languages
          | For(expr target, expr iter, stmt* body, stmt* orelse, string? type_comment)
          | AsyncFor(expr target, expr iter, stmt* body, stmt* orelse, string? type_comment)
          | While(expr test, stmt* body, stmt* orelse)
          | If(expr test, stmt* body, stmt* orelse)
          | With(withitem* items, stmt* body, string? type_comment)
          | AsyncWith(withitem* items, stmt* body, string? type_comment)

          | Raise(expr? exc, expr? cause)
          | Try(stmt* body, excepthandler* handlers, stmt* orelse, stmt* finalbody)
          | Assert(expr test, expr? msg)

          | Import(alias* names)
          | ImportFrom(identifier? module, alias* names, int? level)

          | Global(identifier* names)
          | Nonlocal(identifier* names)
          | Expr(expr value)
          | Pass | Break | Continue

          -- XXX Jython will be different
          -- col_offset is the byte offset in the utf8 string the parser uses
          attributes (int lineno, int col_offset, int? end_lineno, int? end_col_offset)

          -- BoolOp() can use left & right?
    expr = BoolOp(boolop op, expr* values)
         | NamedExpr(expr target, expr value)
         | BinOp(expr left, operator op, expr right)
         | UnaryOp(unaryop op, expr operand)
         | Lambda(arguments args, expr body)
         | IfExp(expr test, expr body, expr orelse)
         | Dict(expr* keys, expr* values)
         | Set(expr* elts)
         | ListComp(expr elt, comprehension* generators)
         | SetComp(expr elt, comprehension* generators)
         | DictComp(expr key, expr value, comprehension* generators)
         | GeneratorExp(expr elt, comprehension* generators)
         -- the grammar constrains where yield expressions can occur
         | Await(expr value)
         | Yield(expr? value)
         | YieldFrom(expr value)
         -- need sequences for compare to distinguish between
         -- x < 4 < 3 and (x < 4) < 3
         | Compare(expr left, cmpop* ops, expr* comparators)
         | Call(expr func, expr* args, keyword* keywords)
         | FormattedValue(expr value, int? conversion, expr? format_spec)
         | JoinedStr(expr* values)
         | Constant(constant value, string? kind)

         -- the following expression can appear in assignment context
         | Attribute(expr value, identifier attr, expr_context ctx)
         | Subscript(expr value, slice slice, expr_context ctx)
         | Starred(expr value, expr_context ctx)
         | Name(identifier id, expr_context ctx)
         | List(expr* elts, expr_context ctx)
         | Tuple(expr* elts, expr_context ctx)

          -- col_offset is the byte offset in the utf8 string the parser uses
          attributes (int lineno, int col_offset, int? end_lineno, int? end_col_offset)

    expr_context = Load | Store | Del | AugLoad | AugStore | Param

    slice = Slice(expr? lower, expr? upper, expr? step)
          | ExtSlice(slice* dims)
          | Index(expr value)

    boolop = And | Or

    operator = Add | Sub | Mult | MatMult | Div | Mod | Pow | LShift
                 | RShift | BitOr | BitXor | BitAnd | FloorDiv

    unaryop = Invert | Not | UAdd | USub

    cmpop = Eq | NotEq | Lt | LtE | Gt | GtE | Is | IsNot | In | NotIn

    comprehension = (expr target, expr iter, expr* ifs, int is_async)

    excepthandler = ExceptHandler(expr? type, identifier? name, stmt* body)
                    attributes (int lineno, int col_offset, int? end_lineno, int? end_col_offset)

    arguments = (arg* posonlyargs, arg* args, arg? vararg, arg* kwonlyargs,
                 expr* kw_defaults, arg? kwarg, expr* defaults)

    arg = (identifier arg, expr? annotation, string? type_comment)
           attributes (int lineno, int col_offset, int? end_lineno, int? end_col_offset)

    -- keyword arguments supplied to call (NULL identifier for **kwargs)
    keyword = (identifier? arg, expr value)

    -- import name with optional 'as' alias.
    alias = (identifier name, identifier? asname)

    withitem = (expr context_expr, expr? optional_vars)

    type_ignore = TypeIgnore(int lineno, string tag)
}

ast Вспомогательные функции¶ast Helpers

Помимо классов узлов, модуль ast определяет следующие служебные функции и классы для обхода абстрактных синтаксических деревьев:

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

Разбирает исходный код в узел AST. Эквивалентно compile(source, filename, mode, ast.PyCF_ONLY_AST).

Если задан type_comments=True, парсер изменяется, чтобы проверять и возвращать комментарии типов, как указано в PEP 484 и PEP 526. Это эквивалентно добавлению ast.PyCF_TYPE_COMMENTS к флагам, передаваемым в compile(). Это приведёт к сообщению об ошибках синтаксиса для неправильно расположенных комментариев типов. Без этого флага комментарии типов будут игнорироваться, и поле type_comment в выбранных узлах AST всегда будет None. Кроме того, расположение комментариев # type: ignore будет возвращаться как атрибут type_ignores объекта Module (иначе это всегда пустой список).

Кроме того, если mode равно 'func_type', синтаксис входных данных изменяется в соответствии с PEP 484 «сигнатурными комментариями типов», например (str, int) -> List[str].

Также установка feature_version в кортеж (major, minor) попытается выполнить разбор с использованием грамматики этой версии Python. В настоящее время major должно быть равно 3. Например, установка feature_version=(3, 4) разрешит использование async и await в качестве имён переменных. Минимальная поддерживаемая версия – (3, 4); максимальная – sys.version_info[0:2].

Предупреждение

Можно вызвать сбой интерпретатора Python с помощью достаточно большой/сложной строки из-за ограничений глубины стека в компиляторе AST Python.

Изменено в версии 3.8: Добавлены type_comments, mode='func_type' и feature_version.

ast.literal_eval(node_or_string)¶

Безопасно вычисляет узел выражения или строку, содержащую литерал Python или отображение контейнера. Предоставленная строка или узел могут состоять только из следующих литеральных структур Python: строки, байты, числа, кортежи, списки, словари, множества, логические значения и None.

Это можно использовать для безопасного вычисления строк, содержащих значения Python из ненадёжных источников, без необходимости разбирать значения самостоятельно. Он не способен вычислять произвольно сложные выражения, например с операторами или индексацией.

Предупреждение

Можно вызвать сбой интерпретатора Python с помощью достаточно большой/сложной строки из-за ограничений глубины стека в компиляторе AST Python.

Изменено в версии 3.2: Теперь допускает литералы байтов и множеств.

ast.get_docstring(node, clean=True)¶

Возвращает строку документации для данного узла (который должен быть узлом FunctionDef, AsyncFunctionDef, ClassDef или Module) или None, если у него нет строки документации. Если clean истинно, очищает отступы строки документации с помощью inspect.cleandoc().

Изменено в версии 3.5: Теперь поддерживается AsyncFunctionDef.

ast.get_source_segment(source, node, *, padded=False)¶

Возвращает фрагмент исходного кода из source, который породил узел node. Если не хватает информации о местоположении (lineno, end_lineno, col_offset или end_col_offset), возвращает None.

Если padded равно True, первая строка многострочного оператора будет дополнена пробелами, чтобы соответствовать исходной позиции.

Новое в версии 3.8.

ast.fix_missing_locations(node)¶

При компиляции дерева узлов с помощью compile() компилятор ожидает атрибуты lineno и col_offset для каждого узла, который их поддерживает. Заполнять их вручную для сгенерированных узлов довольно утомительно, поэтому эта вспомогательная функция рекурсивно добавляет эти атрибуты, если их ещё нет, устанавливая их равными значениям родительского узла. Работает рекурсивно, начиная с node.

ast.increment_lineno(node, n=1)¶

Увеличивает номер строки и номер конечной строки каждого узла в дереве, начиная с node, на n. Это полезно для «перемещения кода» в другое место в файле.

ast.copy_location(new_node, old_node)¶

Копирует информацию о местоположении в исходном коде (lineno, col_offset, end_lineno и end_col_offset) из old_node в new_node, если это возможно, и возвращает new_node.

ast.iter_fields(node)¶

Генерирует кортеж из (fieldname, value) для каждого поля в node._fields, которое присутствует в node.

ast.iter_child_nodes(node)¶

Генерирует все непосредственные дочерние узлы node, то есть все поля, являющиеся узлами, и все элементы полей, являющихся списками узлов.

ast.walk(node)¶

Рекурсивно генерирует все узлы-потомки в дереве, начиная с node (включая сам node), в произвольном порядке. Это полезно, если требуется только изменить узлы на месте, а контекст не важен.

class ast.NodeVisitor¶

Базовый класс для обхода узлов, который обходит абстрактное синтаксическое дерево и вызывает функцию-посетитель для каждого найденного узла. Эта функция может вернуть значение, которое передаётся методом visit().

Этот класс предназначен для наследования; в подклассе добавляются методы-посетители.

visit(node)¶

Посещает узел. Реализация по умолчанию вызывает метод self.visit_classname, где classname – имя класса узла, или generic_visit(), если такой метод отсутствует.

generic_visit(node)¶

Этот посетитель вызывает visit() для всех дочерних узлов.

Обратите внимание, что дочерние узлы тех узлов, для которых определён собственный метод-посетитель, не будут посещены, если посетитель сам не вызовет generic_visit() или не обойдёт их самостоятельно.

Не используйте NodeVisitor, если требуется вносить изменения в узлы во время обхода. Для этого существует специальный посетитель (NodeTransformer), который допускает модификации.

Устарело с версии 3.8: Методы visit_Num(), visit_Str(), visit_Bytes(), visit_NameConstant() и visit_Ellipsis() теперь устарели и не будут вызываться в будущих версиях Python. Добавьте метод visit_Constant() для обработки всех узлов-констант.

class ast.NodeTransformer¶

Подкласс NodeVisitor, который обходит абстрактное синтаксическое дерево и позволяет изменять узлы.

Метод NodeTransformer обходит AST и использует возвращаемое значение методов-посетителей для замены или удаления старого узла. Если возвращаемое значение метода-посетителя равно None, узел будет удалён из своего местоположения; в противном случае он заменяется возвращённым значением. Возвращённое значение может быть исходным узлом – в этом случае замена не происходит.

Вот пример преобразователя, который переписывает все обращения к именам (foo) в data['foo']:

class RewriteName(NodeTransformer):

    def visit_Name(self, node):
        return Subscript(
            value=Name(id='data', ctx=Load()),
            slice=Index(value=Constant(value=node.id)),
            ctx=node.ctx
        )

Имейте в виду: если у узла, с которым вы работаете, есть дочерние узлы, необходимо либо преобразовать дочерние узлы самостоятельно, либо сначала вызвать для узла метод generic_visit().

Для узлов, входящих в состав набора инструкций (это относится ко всем узлам инструкций), посетитель может также возвращать список узлов, а не один узел.

Если NodeTransformer вводит новые узлы (не входившие в исходное дерево) без указания информации о расположении (например, lineno), следует вызвать fix_missing_locations() для нового поддерева, чтобы пересчитать информацию о расположении:

tree = ast.parse('foo', mode='eval')
new_tree = fix_missing_locations(RewriteName().visit(tree))

Обычно преобразователь используется следующим образом:

node = YourTransformer().visit(node)

ast.dump(node, annotate_fields=True, include_attributes=False)¶

Возвращает форматированный дамп дерева из node. Это в основном полезно для отладки. Если annotate_fields равно true (по умолчанию), возвращаемая строка будет показывать имена и значения полей. Если annotate_fields равно false, результирующая строка будет более компактной за счёт опускания однозначных имён полей. Атрибуты, такие как номера строк и смещения столбцов, по умолчанию не выводятся. Если это нужно, include_attributes можно установить в true.