Não use eval
(ou "use com moderação")
Sim, eu sei que "funciona", que a solução ficou bem "fácil", com um código "simples", como mostrado na outra resposta. Não estou dizendo que ela está errada, só acho que vale a pena mencionar os problemas de usar eval
indiscriminadamente. Concordo que realmente parece muito bom e é muito tentador não usar. Mas eval
, além de ser controverso, esconde vários perigos, já que ele pode executar qualquer código arbitrário que for passado (os exemplos abaixo foram retirados desta resposta):
# eval executa **qualquer coisa**, sem "pensar"
# comandos arbitrários que fazem coisas que você não quer
eval("__import__('os').remove('arquivo_importante')") # apaga um arquivo que não deveria ser apagado
# cálculo demorado (consome CPU e memória)
eval("9**9**9**9**9**9**9**9", {'__builtins__': None})
É claro que se você "tem certeza" que só vai receber expressões numéricas válidas e "simples", não terá problemas ao usar eval
. Mas usá-lo indiscriminadamente, sem pensar, sem ao menos validar a string que é passada para ele, pode causar vários problemas.
Na resposta já linkada anteriormente é mostrado como fazer um parser que só aceita expressões numéricas, além de poder limitar o valor máximo de cada operação (assim você evita casos de expressões que podem gerar números muito grandes, antes que eles estourem a memória):
import ast
import operator as op
import functools
def limit(max_=None):
"""Decorator que limita o valor do resultado."""
def decorator(func):
@functools.wraps(func)
def wrapper(*args, **kwargs):
ret = func(*args, **kwargs)
try:
mag = abs(ret)
except TypeError:
pass # not applicable
else:
if mag > max_:
raise ValueError(f'resultado acima do valor máximo permitido: {ret}')
return ret
return wrapper
return decorator
# operações suportadas
operators = {ast.Add: op.add, ast.Sub: op.sub, ast.Mult: op.mul,
ast.Div: op.truediv, ast.Pow: op.pow, ast.BitXor: op.xor,
ast.USub: op.neg}
# você pode sobrescrever operações, definindo valores limites para os operandos
# eu poderia fazer algo similar para todas as operações acima
def pow_limited(a, b):
if any(abs(n) > 100 for n in [a, b]):
raise ValueError(f'operandos da exponenciação devem ser menores que 100: {(a,b)}')
return op.pow(a, b)
operators[ast.Pow] = pow_limited
@limit(max_=10**100) # valor máximo do resultado limitado em 10**100 (se der mais que isso, lança um ValueError)
def eval_(node):
if isinstance(node, ast.Num): # <number>
return node.n
elif isinstance(node, ast.BinOp): # <left> <operator> <right>
return operators[type(node.op)](eval_(node.left), eval_(node.right))
elif isinstance(node, ast.UnaryOp): # <operator> <operand> e.g., -1
return operators[type(node.op)](eval_(node.operand))
else:
raise TypeError(f'Expressão inválida: {node}')
def eval_expr(expr):
return eval_(ast.parse(expr, mode='eval').body)
Alguns exemplos de uso:
print(eval_expr('5 + 2 * 5')) # 15
# ou, para o seu caso específico
valores = ('5', '+', '2', '*', '5')
print(eval_expr(''.join(valores))) # 15
try:
print(eval_expr("9**9**9**9**9**9**9**9")) # lança um ValueError
except ValueError as e:
print(e) # operandos da exponenciação devem ser menores que 100: (9, 387420489)
try:
print(eval_expr("10 ** 100 + 1")) # lança um ValueError
except ValueError as e:
print(e) # resultado acima do valor máximo permitido: 10000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001
try:
# lança um TypeError
print(eval_expr("__import__('os').remove('arquivo_importante')"))
except TypeError as e:
print(e) # Expressão inválida: <_ast.Call object at 0x00F4C790>
try:
# lança um TypeError
print(eval_expr("a + 1"))
except TypeError as e:
print(e) # Expressão inválida: <_ast.Name object at 0x02DAC7F0>
Infelizmente, segundo a documentação do módulo ast
, a classe ast.Num
usada no código acima estará deprecated a partir do Python 3.8 e poderá ser removida em versões futuras (testei o código no Python 3.7 e ainda funciona).
Neste caso, você ainda pode fazer seu próprio parser, ou instalar algum já existente. Um bom exemplo é o numexpr
:
import numexpr as ne
print(ne.evaluate('5 + 2 * 5')) # 15
print(ne.evaluate('__import__('os').remove('arquivo_importante')')) # SyntaxError
Veja a documentação do numexpr
para mais detalhes.
Pode parecer exagero instalar um pacote "só" para isso, mas o simples fato de não aceitar qualquer coisa (como o eval
) já é uma grande vantagem (apesar de ainda ter o problema de não poder limitar o valor máximo de operações intermediárias, como feito no código anterior com pow_limited
).
Claro que você também pode validar a expressão, e só chamar eval
se ela for válida. Uma forma bem "ingênua" seria verificar se todos os elementos da tupla são números ou operações matemáticas:
def is_valid(expr):
def _valid(s):
if s in ('+', '-', '*', '/', '**'): # verifica se é uma operação válida
return True
try: # tenta transformar em número
int(s) # ou float(s), se quiser aceitar números com casas decimais
return True
except ValueError:
return False
# verifica se todos os elementos são válidos (números ou operações)
return all(_valid(s) for s in expr)
def evaluate(valores):
if is_valid(valores):
return eval(''.join(valores))
raise ValueError('Não é uma expressão válida')
valores = ('5', '+', '2', '*', '5')
print(evaluate(valores)) # 15
print(evaluate(("__import__('os')", ".remove('arquivo_importante')"))) # ValueError
Como eu disse, esta é uma forma bem ingênua, pois ela valida apenas as partes e não toda a expressão em si. Então se a tupla só tiver operações, ou números e operações fora de ordem, etc, ela é erroneamente considerada válida. Se só tiver números, como por exemplo ('4', '2')
, o join
os juntará e o resultado será 42
. Mas se só tiver operações (como ('*', '/')
) ou expressões incompletas/inválidas (como ('4', '*')
), ocorrerá um SyntaxError
(neste caso você poderia capturá-lo com um bloco try
/except
, para saber se deu erro, por exemplo).
Apesar de ser um solução simplista, já elimina muitos casos de códigos arbitrários e maliciosos. E ainda seria possível limitar os valores dos operandos dentro da função _valid
, por exemplo.
Obviamente que um parser mais completo que aceite somente expressões aritméticas seria um pouco mais complexo que isso, mas talvez seja a solução mais adequada.
E como apontado pelo @jsbueno nos comentários, talvez você nem precise de join
para gerar a string. Se a tupla já está devidamente tokenizada (ou seja, cada elemento dela já é uma parte da expressão), bastaria transformá-la em uma árvore e calcular o resultado (como exemplo, foi mencionado este vídeo).
Uma versão bem simplista (e muito menos completa do que os links acima mencionados) seria:
from operator import add, sub, mul, truediv
operators = { '+': add, '-': sub, '*': mul, '/': truediv }
class Node:
def __init__(self, value, left=None, right=None):
if value in operators:
self.value = value
else:
self.value = float(value)
self.left = left
self.right = right
def is_op(self):
return self.value in operators
def is_leaf(self):
return self.right is None and self.left is None
def calc(self):
if self is None:
return 0
if self.is_leaf():
return self.value
return operators[self.value](self.left.calc(), self.right.calc())
def right_most(self):
r, parent = self, None
while r.right is not None:
parent, r = r, r.right
return r, parent
valores = ('5', '+', '2', '*', '5')
def create_tree(valores):
root = Node(valores[0])
if root.is_op():
raise ValueError('expressão inválida')
for v in valores[1:]:
node = Node(v)
if node.is_op() and not root.is_op():
node.left = root
root = node
elif root.is_op() and not node.is_op():
if root.left is None:
root.left = node
elif root.right is None:
root.right = node
else:
root.right_most()[0].right = node
elif root.is_op() and node.is_op():
if node.value in ('*', '/'):
r, parent = root.right_most()
node.left = r
parent.right = node
else:
node.left = root
root = node
return root
root = create_tree(valores)
print(root.calc()) # 15.0
Pode parecer trabalho demais quando "já existe algo pronto", mas pelo menos só aceitará expressões válidas (uma expressão inválida dará erro ou na hora de construir a árvore, ou ao calcular o valor - como eu disse, é bem simplista, só para ter uma ideia de como ficaria, então não deixe de seguir os links indicados para um versão mais completa). Se não quiser construir por si só, pode usar o numexpr
por exemplo.
Este código é bem simplista porque só aceita as 4 operações básicas, não considera parênteses, etc (e não fiz testes extensivos com expressões muito complexas, pode ser que precise de alguns ajustes ainda). Basicamente ela pega cada elemento da tupla e vai montando uma árvore. No caso de ('5', '+', '2', '*', '5')
, ficaria assim:
+
/ \
5 *
/ \
2 5
As operações com maior precedência vão sendo jogadas para baixo. E para calculá-la, ele vai resolvendo de baixo para cima (primeiro faz a multiplicação de 2 com 5, e depois faz a soma de 5 com o resultado da multiplicação).
O resultado é 15.0
porque transformei os números em float
. Mas se quiser aceitar apenas números inteiros, use int
no lugar.
Por fim, sobre o eval
, não deixe de ler aqui, aqui e aqui. Não que seja totalmente errado usá-lo, mas é importante entender os problemas que ele pode causar, para que você tome os devidos cuidados.