你的想象力限制了 Python 能力，自动化识别函数调用关系，还能可视化

今天，我们探讨一下，如何在 python 中自动化识别函数调用关系。重点是分享里面涉及到的 python 知识。

前言

我喜欢用 python 做一些临时性数据工作，简单情况下，直接一把梭写到底。比如简单的多文件合并数据：

定义函数？一辈子都不可能。

不过，稍微复杂一些的情况，比如下面是 tableau prep 数据任务挑战中一道简单题目——寻找可能具有欺诈性的交易。

代码画风突变成这样子：

不让我定义函数？想要我命了吧！

得益于 pandas 的管道功能，我们可以更容易管理复杂的数据任务代码。关于如何以正确的思路使用 pandas 管道(pipe) ，具体可以查看我的 pandas 专栏。

数据处理是一种"重流程"的编程。但是，你会发现，上面的代码不管如何划分，你也无法容易理清楚数据流程。这才是痛点。

那如果有一种工具，可以把函数调用关系，以可视化方式展示给你，并且你可以轻松查看每一步处理结果的数据，还能直接跳转到具体代码行？看看演示：

• 自动生成函数调用图。流程图可以缩放，拖动平移
• 点击每个节点，下方出现函数处理结果的表数据。还可以通过勾选，快速筛选数据

当然，如果不能快速定位到代码，那就没有意思。

工具使用 nicegui 制作。

pandas 专栏马上开始最后关于工程化的阶段，本节介绍的可视化工具就是为了专栏而制作。工程化的章节内容，将会是大量 tableau prep 数据处理挑战任务实战。

要做到这样的可视化，必需找到一种方式，可以在 python 中，自动化识别函数调用关系。

今天，我们探讨一下，如何做到这一切。重点是分享里面涉及到的 python 知识。

目前我想到3种实现方式，本文讲解其中一种。

验证想法

要设计一个新的功能，我们需要从最简单的问题开始，验证想法是否能行。假设两个简单的函数

• 在函数 b 中，调用了 函数 a

现在我们需要的是，得到一个记录信息，能反映出，函数 b 中，使用了函数 a。

python 中可以做到吗？

这涉及 python 中一个概念——闭包。直观来说，闭包就是一个函数中，直接使用了外部定义的变量。就像上面例子中，函数 b 中并没有定义变量 a，那么代码中使用的变量 a ，就是外部定义的函数 a。

我们可以使用 inspect 模块的getclosurevars获取闭包变量。

• 注意，我们没有执行函数 b
• 得到的是一个 ClosureVars 对象。其中有一个 globals 属性，可以获取函数中全局闭包变量映射表(字典)

注意字典的 value 是函数对象。有了函数对象，我们就可以获取它的一切信息。比如函数定义在哪个文件的哪一行，有什么参数等等。

现在，可以把功能封装起来，看起来像这样子：

• 行37：我们只关注函数之间的调用，所以这里做了过滤

这样子调用：

准确控制

但是，现在是通过我们手工传入函数 b ，这样子太麻烦了。在实际使用中，我们希望直接调用一个函数，就能自动检测当前环境所有的全局变量，并找出调用关系。

有小伙伴可能会想到，可以用 globals 函数获取所有的全局变量字典。但是不适合我们的情况。因为我们的功能函数是单独定义在一个模块文件中。

如果在我们定义的函数中使用 globals，只会获取到当前模块的全局变量。

此时仍然可以使用 inspect 模块的 currentframe 获取当前调用帧栈，从而获取上一层帧栈：

这里的意思就是："谁调用我，我就拿了谁的全局变量"。

剩下就非常简单，遍历这个字典，筛选出函数对象，然后调用之前定义的get_func_relationships：

• 行81：得到的是一个 列表中的列表
• 行80：使用itertools模块的chain给展开成一层列表

这里还存在一些问题，我们希望它不要什么函数都获取，由使用者为需要检测关系的函数打上标记。比如：

只有打上@check装饰器的函数，才需要获取调用关系。

只需要创建一个类即可：

装饰器知识点以前就有讲解。

我们需要把之前的功能函数中的目标类型判断修改为TargetFn:

一切就绪：

• 行1：使用时，先导入
• 行8：需要检测的函数，打上装饰器

• 行40：只需要在最后调用build_all_relationships即可

有了关系信息，做功能界面就没有太大难度了。