如何確保python函數僅基於其輸入生成其輸出？

Question

要生成輸出，函數通常只使用其參數的值。但是，也有一些情況下，函數會生成其輸出，從文件系統或數據庫或Web中讀取某些內容。我希望有一個簡單而可靠的方法來確保這樣的事情不會發生。

我看到的一種方法是創建一個可用於從文件系統，數據庫或Web讀取的Python庫的白名單。但是，如果要走的話，我在哪裏可以得到這個（可能是巨大的）列表。此外，我不想僅僅因爲它可以用於從文件系統中讀取而禁用整個庫。例如，我希望用戶能夠使用熊貓庫（用於存儲和操作表格數據）。我只是不希望他們能夠使用這個庫從文件系統讀取數據。

是否有一個解決這個問題？

Answer 1

對此的回答是否。你正在尋找的是一個功能，測試functional purity。但是，正如本代碼所展示的那樣，沒有辦法保證沒有副作用被實際調用。

class Foo(object): 
    def __init__(self, x): 
     self.x = x 
    def __add__(self, y): 
     print("HAHAHA evil side effects here...") 
     # proceed to read a file and do stuff 
     return self 

# this looks pure... 
def f(x): return x + 1 

# but really... 
>>> f(Foo(1)) 
HAHAHA evil side effects here... 

由於全面對象可以重新定義他們的行爲（現場訪問，調用，操作符重載等），你可以隨時通過輸入使純函數不純。因此，唯一的純函數就是那些對它們的論點毫不起作用的函數......一類通常不太有用的函數。

當然，如果你可以指定其他限制，這變得更容易。

Answer 2

即使您刪除了所有模塊和所有功能，您所需的限制仍可能被破壞。如果代碼可以使用任意簡單對象的屬性，則該代碼可以獲得訪問文件，例如，數字爲零。

(0).__class__.__base__.__subclasses__()[40]('/etc/pas'+'swd') 

索引40是個人和用於Python 2.7非常典型的，但子類<type 'file'>的索引可以很容易地發現：

[x for x in (1).__class__.__base__.__subclasses__()if'fi'+'le'in'%s'%x][0](
'/etc/pas'+'swd') 

的白名單和黑名單中的任何組合或者是不安全的和/或太嚴格了。 的pypy sandbox是原則，穩健的毫不妥協：

...此子可運行任意不可信的Python代碼，但所有 其輸入/輸出序列化到一個標準輸入/輸出管，而不是被 直接執行。外進程讀取管道，並決定哪些 命令允許或不允許（沙盒），甚至重新詮釋他們 不同...

還可根據seccomp內核功能的解決方案可以足夠安全。 （blog）

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我想，以確保在未來的作用將產生 輸出今天一樣。

這是很容易寫出具有難以重現的結果的功能，它不能很容易預防：

class A(object): 
    "This can be any very simple class" 
    def __init__(self, x): 
     self.x = x 
    def __repr__(self): 
     return repr(self.x) 

def strange_function(): 
    # You get a different result probably everytimes. 
    return list(set(A(i) for i in range(20))) 

>>> strange_function() 
[1, 18, 12, 5, 16, 15, 8, 2, 14, 0, 6, 19, 13, 11, 10, 9, 17, 3, 7, 4] 
>>> strange_function() 
[0, 9, 14, 3, 17, 5, 6, 11, 8, 1, 15, 7, 12, 13, 2, 10, 16, 4, 19, 18] 

...即使你刪除everythng取決於時間，隨機數生成器，基於哈希函數的順序等，也很容易編寫一個有時超出可用內存或超時限制的函數，並且有時會給出結果。

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編輯：
羅馬，你最近寫了，你就一定可以相信用戶。那麼現實的解決方案存在。它是由它記錄到文件中並verifing它在虛擬機上通過網絡運行的遠程IPython notebook（好的簡短的教程視頻，遠程計算的支持開箱即，後端服務的重新啓動，以驗證輸入和輸出功能文檔菜單從一秒鐘，而不會丟失筆記本（html文檔）中的數據（輸入/輸出），因爲它是通過觸發調用遠程後端的JavaScript的動作一步一步動態創建的）。

您不需要對內部調用感興趣，只需要全局輸入和輸出，直到找到差異。虛擬機應該能夠獨立驗證結果並且可重複。配置機器接受來自您的連接的防火牆，但不能啓動傳出連接。配置當前用戶不能保存數據的文件系統，因此它們不存在，除了軟件組件。禁用數據庫服務。以隨機順序驗證結果輸入/輸出或在不同端口上啓動兩個IPython筆記本服務，併爲筆記本上的每個命令行選擇一個隨機後端，或在重要之前經常重新啓動後端進程。如果您發現不同，請調試您的代碼並修復它。

在不需要交互性後，您可以在沒有「筆記本」的情況下最終在IPython遠程計算中自動執行該操作。

Answer 3

你想要什麼叫做沙盒或限制Python。

兩個多死了。

今天最接近功能的是http://pypy.readthedocs.org/en/latest/sandbox.html但是最新的版本實際上是3歲。