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支持 input 函数的在线 python 运行环境 - 基于队列

news 文章来源：https://blog.csdn.net/qq_20919883/article/details/135402325 2024/10/21 9:38:59

支持 input 函数的在线 python 运行环境 - 基于队列

- 思路
- - 两次用户输入
  - 三次用户输入
- 实现
- - 前端使用 vue + element ui
  - Windows 环境的执行器
  - 子进程需要执行的代码
- 代码仓库
- 参考

本文提供了一种方式来实现支持 input 函数，即支持用户输的在线 python 运行环境。效果如下图所示：

在这里插入图片描述

思路

前端使用一个数组 input_queue 记录用户从点击运行按钮到现在的所有输入
点击运行按钮时将 code、input_queue 传给后端
后端将参数传给执行 python 代码的子进程
子进程重写 input() 函数，假设新的实现为 input_wrapper，代码如下，到用户代码运行到 input() 函数时，会执行重写的 input_wrapper()，在 input_wrapper 中获取到 input_queue，然后使用 input_queue.pop(0) 弹出用户输入最早的信息，如果 input_queue 为空，则说明需要用户输入，通过抛出 InputRequestException 异常的方式通知后端
```
def input_wrapper(prompt=''):if input_queue:input_str = input_queue.pop(0)sys.stdout.write(str(prompt) + input_str + "\n")return input_strraise InputRequestException(str(prompt))
```
后端通过处理子进程的标准输出、标准错误，知晓需要用户输入，然后向前端返回以下 json，event.type 为 input_request 代表需要用户输入，prompt 是提示信息
```
{"is_timeout": false,"done": false,"event": {"type": "input_request","prompt": "请输入姓名："}
}
```
前端弹出弹框提示用户输入，用户输入并点击继续执行按钮时，会将本次的输入追加到 input_queue 的末尾，然后再次调用运行接口，这样循环往复直到程序结束

在执行以下代码时，可能需要两次用户输入，也可能需要三次。

name = input("请输入姓名：")
print("姓名：", name)if name == "tom":age = input("请输入年龄：")print("年龄：", age)gender = input("请输入性别：")
print("性别：", gender)

两次用户输入

点击运行按钮

请求参数中的 input_queue 为 []{"code": "name = input(\"请输入姓名：\")\nprint(\"姓名：\", name)\n\nif name == \"tom\":\n    age = input(\"请输入年龄：\")\n    print(\"年龄：\", age)\n\ngender = input(\"请输入性别：\")\nprint(\"性别：\", gender)","input_queue": []
}返回值
{"is_timeout": false,"done": false,"event": {"type": "input_request","prompt": "请输入姓名："}
}

输入 jack

请求参数中的 input_queue 为 ["jack"]{"code": "name = input(\"请输入姓名：\")\nprint(\"姓名：\", name)\n\nif name == \"tom\":\n    age = input(\"请输入年龄：\")\n    print(\"年龄：\", age)\n\ngender = input(\"请输入性别：\")\nprint(\"性别：\", gender)","input_queue": ["jack"]
}返回值
{"is_timeout": false,"done": false,"event": {"type": "input_request","prompt": "请输入性别："}
}

输入男

请求参数中的 input_queue 为 ["jack", "男"]
{"code": "name = input(\"请输入姓名：\")\nprint(\"姓名：\", name)\n\nif name == \"tom\":\n    age = input(\"请输入年龄：\")\n    print(\"年龄：\", age)\n\ngender = input(\"请输入性别：\")\nprint(\"性别：\", gender)","input_queue": ["jack","男"]
}返回值
{"is_timeout": false,"done": true,"output": "请输入姓名：jack\r\n姓名： jack\r\n请输入性别：男\r\n性别： 男\r\n"
}

三次用户输入

点击运行按钮

请求参数中的 input_queue 为 []
{"code": "name = input(\"请输入姓名：\")\nprint(\"姓名：\", name)\n\nif name == \"tom\":\n    age = input(\"请输入年龄：\")\n    print(\"年龄：\", age)\n\ngender = input(\"请输入性别：\")\nprint(\"性别：\", gender)","input_queue": []
}返回值
{"is_timeout": false,"done": false,"event": {"type": "input_request","prompt": "请输入姓名："}
}

输入 tom

请求参数中的 input_queue 为 ["tom"]
{"code": "name = input(\"请输入姓名：\")\nprint(\"姓名：\", name)\n\nif name == \"tom\":\n    age = input(\"请输入年龄：\")\n    print(\"年龄：\", age)\n\ngender = input(\"请输入性别：\")\nprint(\"性别：\", gender)","input_queue": ["tom"]
}返回值
{"is_timeout": false,"done": false,"event": {"type": "input_request","prompt": "请输入年龄："}
}

输入 18

请求参数中的 input_queue 为 ["tom", "18"]
{"code": "name = input(\"请输入姓名：\")\nprint(\"姓名：\", name)\n\nif name == \"tom\":\n    age = input(\"请输入年龄：\")\n    print(\"年龄：\", age)\n\ngender = input(\"请输入性别：\")\nprint(\"性别：\", gender)","input_queue": ["tom","18"]
}返回值
{"is_timeout": false,"done": false,"event": {"type": "input_request","prompt": "请输入性别："}
}

输入男

请求参数中的 input_queue 为 ["tom", "18", "男"]
{"code": "name = input(\"请输入姓名：\")\nprint(\"姓名：\", name)\n\nif name == \"tom\":\n    age = input(\"请输入年龄：\")\n    print(\"年龄：\", age)\n\ngender = input(\"请输入性别：\")\nprint(\"性别：\", gender)","input_queue": ["tom","18","男"]
}返回值
{"is_timeout": false,"done": true,"output": "请输入姓名：tom\r\n姓名： tom\r\n请输入年龄：18\r\n年龄： 18\r\n请输入性别：男\r\n性别： 男\r\n"
}

实现

前端使用 vue + element ui

<!DOCTYPE html>
<html lang="" style="height: 100%;">
<head><meta charset="UTF-8"><link rel="stylesheet" href="./element-ui/index.css"><title>在线 python 执行</title>
</head>
<body style="height: 100%;margin: 0;">
<div id="app" style="height: 98%;width: 98%;padding: 5px"><el-inputtype="textarea":autosize="{ minRows: 10, maxRows: 100}"placeholder="请输入代码"v-model="code"></el-input><el-button type="primary" style="margin-top: 5px;margin-bottom: 5px" @click="exec()">运行</el-button><el-inputtype="textarea":autosize="{ minRows: 10, maxRows: 100}"placeholder="运行结果"v-model="result"></el-input>
</div>
</body>
<script src="./axios.min.js"></script>
<script src="./vue.js"></script>
<script src="./element-ui/index.js"></script>
<script>new Vue({el: '#app',mounted() {},methods: {exec() {const params = {code: this.code,input_queue: this.input_queue}axios.post('http://localhost:8080/exec', params).then(res => {console.log("exec", res)if (res.data.done) {// 执行结束了，需要清空队列this.clearQueue()if (res.data.is_timeout) {// 执行超时this.$message("执行超时");} else {// 正常执行结束this.result = res.data.output}} else {// 执行中，需要用户输入const event = res.data.eventif (event.type === 'input_request') {// 弹框提示用户输入this.$prompt(event.prompt, '输入', {confirmButtonText: '继续执行',cancelButtonText: '终止执行',showClose: false,closeOnClickModal: false,closeOnPressEscape: false}).then(({value}) => {// 继续执行，将本次输入的信息追加进队列，然后再次执行this.input_queue.push(value)this.exec()}).catch((action) => {// 终止执行，需要清空队列console.log("action ", action)this.clearQueue()this.$message("终止执行")});}}})},clearQueue() {this.input_queue = []}},data() {return {code:
`name = input("请输入姓名：")
print("姓名：", name)if name == "tom":age = input("请输入年龄：")print("年龄：", age)gender = input("请输入性别：")
print("性别：", gender)
`,input_queue: [],result: null,}}})</script>
</html>

Windows 环境的执行器

import json
import os
import subprocess
import threading
from threading import Timerimport psutilclass AbstractExecutor:def __init__(self, param):# param 包括 code、input_queueself.param = param# 用于保护 is_timeout 的锁self.lock = threading.Lock()# 是否执行超时了self.is_timeout = Nonedef timeout_callback(self, p: subprocess.Popen):"""执行超时时的回调，会终止执行 python 代码的进程组:param p: 执行 python 代码的进程"""with self.lock:if self.is_timeout is None:self.is_timeout = Trueif self.is_timeout:try:# 终止执行 python 代码的进程组self.terminating_process_group(p)except Exception as e:print("超时回调异常, error: %s", e)def terminating_process_group(self, p: subprocess.Popen):"""终止进程 p 及其子进程:param p: 要终止的进程"""raise NotImplementedError()def create_popen(self) -> subprocess.Popen:"""创建 subprocess.Popen，必须将 stderr 重定向到 stdout"""raise NotImplementedError()def output(self, stdout):if stdout is not None:return stdout.decode("utf-8")else:return ""def execute(self):p = self.create_popen()timer = Timer(3, self.timeout_callback, [p])timer.start()try:# 从标准输入传入 json 参数：code、input_queuep.stdin.write(json.dumps(self.param).encode(encoding="utf-8"))stdout, stderr = p.communicate()with self.lock:if self.is_timeout is None:self.is_timeout = Falsefinally:timer.cancel()return self.is_timeout, self.output(stdout)class WindowsExecutor(AbstractExecutor):__output_prefix = "Active code page: 65001\r\n"def create_popen(self) -> subprocess.Popen:filename = r"D:\project\python\online-python-code-executor\queue-base\exec_py.py"cmd = 'chcp 65001 & set PYTHONIOENCODING=utf-8 & python ' + filename# 将 stderr 重定向到了 stdoutreturn subprocess.Popen(cmd, stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.STDOUT,shell=True)def terminating_process_group(self, p: subprocess.Popen):proc_pid = p.pidparent_proc = psutil.Process(proc_pid)for child_proc in parent_proc.children(recursive=True):print(child_proc.pid)child_proc.kill()parent_proc.kill()print(parent_proc.pid)def output(self, stdout):output = super().output(stdout)if output.startswith(self.__output_prefix):return output.removeprefix(self.__output_prefix)else:return outputif os.name == "nt":executor_cls = WindowsExecutordef execute(param):# 执行用户代码is_timeout, stdout = executor_cls(param).execute()if is_timeout:# 执行超时了return {"is_timeout": is_timeout,"done": True,"output": stdout,}else:arr = stdout.split("InputRequestException")if len(arr) > 1:# 需要用户输入return {"is_timeout": is_timeout,"done": False,"event": {"type": "input_request","prompt": arr[-1]}}else:# 正常执行结束return {"is_timeout": is_timeout,"done": True,"output": stdout,}

子进程需要执行的代码

import json
import sysinput_queue = []class InputRequestException(Exception):"""抛出此异常表示需要用户输入"""passdef execute(param):# 重写 input 函数__builtins__.input = input_wrapper# input_queueglobal input_queueinput_queue = param["input_queue"]try:# 执行代码exec(param["code"])except InputRequestException as e:# 如果需要用户输入，则直接退出sys.stdout.write("\n" + "InputRequestException" + e.args[0])exit()def input_wrapper(prompt=''):# 从 input_queue 中弹出if input_queue:input_str = input_queue.pop(0)sys.stdout.write(str(prompt) + input_str + "\n")return input_str# 需要用户输入raise InputRequestException(str(prompt))if __name__ == '__main__':# 从标准输入读取 json 参数：code、input_queuearg = sys.stdin.read()# 执行execute(json.loads(arg))

代码仓库

online-python-code-executor/queue-base (github.com)

参考

https://pythontutor.com
https://github.com/seamile/PyTutor

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编程日记 2024/1/10 10:24:10

李沐之神经网络基础

目录 1.模型构造 1.1层和块 1.2自定义块 1.3顺序块 1.4在前向传播函数中执行代码 2.参数管理 2.1参数访问 2.2参数初始化 3.自定义层 3.1不带参数的层 3.2带参数的层 4.读写文件 4.1加载和保存张量 4.2加载和保存模型参数 1.模型构造 1.1层和块 import torch fr…...

编程日记 2024/1/10 10:23:10

【docker】使用 Dockerfile 构建镜像

一、什么是Dockerfile Dockerfile 是用于构建 Docker 镜像的文本文件。它包含了一系列的指令，用于描述如何构建镜像的步骤和配置。通过编写 Dockerfile，您可以定义镜像的基础环境、安装软件包、复制文件、设置环境变量等操作。Dockerfile 提供了一种可…...

编程日记 2024/1/10 10:22:09

计算机网络—— 概述

概述 1.1 因特网概述网络、互联网和因特网网络由若干结点和连接这些结点的链路组成多个网络还可以通过路由器互联起来，这样就构成了一个覆盖范围更大的网络，即互联网（或互连网）。因特网（Internet）是世…...

编程日记 2024/1/10 10:18:05

“超人练习法”系列06：如何更好地掌握技能？

01 掌握的阶段关于人类学习新事物的最生动、最精妙的比喻，我是从笑来老师那里学到的。他指出，学习新知识、新概念犹如在构建自己大脑皮层，每个习得的概念就像是大脑皮层上的一个个微小神经元。一个看似聪明、博学的人，总能在各…...

编程日记 2024/1/10 10:14:01

【华为OD机试真题2023CD卷 JAVAJS】字符串拼接

华为OD2023（C&D卷）机试题库全覆盖，刷题指南点这里字符串拼接知识点数组递归时间限制：1s 空间限制：256MB 限定语言：不限题目描述：给定M(0<M<=30)个字符（a-z），从中取出任意字符（每个字符只能用一次）拼接成长度为N(0<N<=5)的字符串，要求相同的字…...

编程日记 2024/1/10 10:13:00

【算法】链表-20240109

这里写目录标题一、141. 环形链表二、876. 链表的中间结点三、面试题 02.01. 移除重复节点一、141. 环形链表简单给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中…...

编程日记 2024/1/10 10:11:59

机器学习系列--R语言随机森林进行生存分析（2）

随机森林（Breiman 2001a）（RF）是一种非参数统计方法，需要没有关于响应的协变关系的分布假设。RF是一种强大的、非线性的技术，通过拟合一组树来稳定预测精度模型估计。随机生存森林（RSF&#xff0…...

编程日记 2024/1/10 10:08:56

支持 input 函数的在线 python 运行环境 - 基于队列

思路

两次用户输入

三次用户输入

实现

前端使用 vue + element ui

Windows 环境的执行器

子进程需要执行的代码

代码仓库

参考

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