前言

我喜歡用 python 做一些臨時(shí)性數(shù)據(jù)工作，簡(jiǎn)單情況下，直接一把梭寫(xiě)到底。比如簡(jiǎn)單的多文件合并數(shù)據(jù)：

定義函數(shù)？一輩子都不可能。

不過(guò)，稍微復(fù)雜一些的情況，比如下面是 tableau prep 數(shù)據(jù)任務(wù)挑戰(zhàn)中一道簡(jiǎn)單題目——尋找可能具有欺詐性的交易。

代碼畫(huà)風(fēng)突變成這樣子：

不讓我定義函數(shù)？想要我命了吧！

得益于 pandas 的管道功能，我們可以更容易管理復(fù)雜的數(shù)據(jù)任務(wù)代碼。關(guān)于如何以正確的思路使用 pandas 管道(pipe) ，具體可以查看我的 pandas 專(zhuān)欄。

數(shù)據(jù)處理是一種"重流程"的編程。但是，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，上面的代碼不管如何劃分，你也無(wú)法容易理清楚數(shù)據(jù)流程。這才是痛點(diǎn)。

那如果有一種工具，可以把函數(shù)調(diào)用關(guān)系，以可視化方式展示給你，并且你可以輕松查看每一步處理結(jié)果的數(shù)據(jù)，還能直接跳轉(zhuǎn)到具體代碼行？看看演示：

• 自動(dòng)生成函數(shù)調(diào)用圖。流程圖可以縮放，拖動(dòng)平移
• 點(diǎn)擊每個(gè)節(jié)點(diǎn)，下方出現(xiàn)函數(shù)處理結(jié)果的表數(shù)據(jù)。還可以通過(guò)勾選，快速篩選數(shù)據(jù)

當(dāng)然，如果不能快速定位到代碼，那就沒(méi)有意思。

工具使用 nicegui 制作。

pandas 專(zhuān)欄馬上開(kāi)始最后關(guān)于工程化的階段，本節(jié)介紹的可視化工具就是為了專(zhuān)欄而制作。工程化的章節(jié)內(nèi)容，將會(huì)是大量 tableau prep 數(shù)據(jù)處理挑戰(zhàn)任務(wù)實(shí)戰(zhàn)。

要做到這樣的可視化，必需找到一種方式，可以在 python 中，自動(dòng)化識(shí)別函數(shù)調(diào)用關(guān)系。

今天，我們探討一下，如何做到這一切。重點(diǎn)是分享里面涉及到的 python 知識(shí)。

目前我想到3種實(shí)現(xiàn)方式，本文講解其中一種。

驗(yàn)證想法

要設(shè)計(jì)一個(gè)新的功能，我們需要從最簡(jiǎn)單的問(wèn)題開(kāi)始，驗(yàn)證想法是否能行。假設(shè)兩個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)

• 在函數(shù) b 中，調(diào)用了 函數(shù) a

現(xiàn)在我們需要的是，得到一個(gè)記錄信息，能反映出，函數(shù) b 中，使用了函數(shù) a。

python 中可以做到嗎？

這涉及 python 中一個(gè)概念——閉包。直觀來(lái)說(shuō)，閉包就是一個(gè)函數(shù)中，直接使用了外部定義的變量。就像上面例子中，函數(shù) b 中并沒(méi)有定義變量 a，那么代碼中使用的變量 a ，就是外部定義的函數(shù) a。

我們可以使用 inspect 模塊的 getclosurevars 獲取閉包變量。

• 注意， 我們沒(méi)有執(zhí)行函數(shù) b
• 得到的是一個(gè) ClosureVars 對(duì)象。其中有一個(gè) globals 屬性，可以獲取函數(shù)中全局閉包變量映射表(字典)

注意字典的 value 是函數(shù)對(duì)象。有了函數(shù)對(duì)象，我們就可以獲取它的一切信息。比如函數(shù)定義在哪個(gè)文件的哪一行，有什么參數(shù)等等。

現(xiàn)在，可以把功能封裝起來(lái)，看起來(lái)像這樣子：

• 行37：我們只關(guān)注函數(shù)之間的調(diào)用，所以這里做了過(guò)濾

這樣子調(diào)用：

準(zhǔn)確控制

但是，現(xiàn)在是通過(guò)我們手工傳入函數(shù) b ，這樣子太麻煩了。在實(shí)際使用中，我們希望直接調(diào)用一個(gè)函數(shù)，就能自動(dòng)檢測(cè)當(dāng)前環(huán)境所有的全局變量，并找出調(diào)用關(guān)系。

有小伙伴可能會(huì)想到，可以用 globals 函數(shù)獲取所有的全局變量字典。但是不適合我們的情況。因?yàn)槲覀兊墓δ芎瘮?shù)是單獨(dú)定義在一個(gè)模塊文件中。

如果在我們定義的函數(shù)中使用 globals，只會(huì)獲取到當(dāng)前模塊的全局變量。

此時(shí)仍然可以使用 inspect 模塊的 currentframe 獲取當(dāng)前調(diào)用幀棧，從而獲取上一層幀棧：

這里的意思就是："誰(shuí)調(diào)用我，我就拿了誰(shuí)的全局變量"。

剩下就非常簡(jiǎn)單，遍歷這個(gè)字典，篩選出函數(shù)對(duì)象，然后調(diào)用之前定義的 get_func_relationships ：

• 行81：得到的是一個(gè) 列表中的列表
• 行80：使用 itertools 模塊的 chain 給展開(kāi)成一層列表

這里還存在一些問(wèn)題，我們希望它不要什么函數(shù)都獲取，由使用者為需要檢測(cè)關(guān)系的函數(shù)打上標(biāo)記。比如：

只有打上 @check 裝飾器的函數(shù)，才需要獲取調(diào)用關(guān)系。

只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)類(lèi)即可：

裝飾器知識(shí)點(diǎn)以前就有講解。

我們需要把之前的功能函數(shù)中的目標(biāo)類(lèi)型判斷修改為 TargetFn :

一切就緒：

• 行1：使用時(shí)，先導(dǎo)入
• 行8：需要檢測(cè)的函數(shù)，打上裝飾器

• 行40：只需要在最后調(diào)用 build_all_relationships 即可

有了關(guān)系信息，做功能界面就沒(méi)有太大難度了。