Python 如何在一段代码中跟踪变量的使用？

我有一项特殊任务，需要跟踪任何python代码中任意变量的使用情况。我需要递归地在树结构中获取以下信息：

哪些函数正在使用此变量

哪些变量引用此变量或作为此变量的副本

函数调用1中的函数，变量引用2中的变量

例如，在以下代码段中：

a=1

b=a

def funA(a):
    print(a)

def funB():
    funA(a)

def funC():
    print(b)

全局变量a使用的跟踪记录为：

a------b
   |   |
   |   |---print
   |         |
   |         |---funC
   |
   |---print
        |
        |---funA
              |
              |---funB

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我想知道是否有一个现有的工具，我可以使用这个任务。如果没有这样的工具，我应该首先学习什么背景知识来构建这样的工具。谢谢。

简短的回答：你不能

长句回答：你可以，但你必须写一些看起来很像编译器的东西。您可以“仅仅”为python编写一个解析器，并对符号在哪个范围内用于计算哪些其他符号进行一些静态分析。然而，正如其他人提到的，如果必须完成分析，python的动态特性将是令人头疼的问题。无论程序多么聪明，您都会遇到静态分析根本做不到的情况

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一般来说，您可能需要做大量的工作才能使某些东西发挥作用，甚至需要做更多的工作来涵盖python的所有不同的聪明用法，这些用法可能会导致您的程序在最好的情况下出错，在最坏的情况下产生微妙的错误输出。没有什么比bug更糟糕的了，那不是bug，在编译器中，那不是编译器。

如果

funA

的参数被称为

c

，会发生什么？在这种情况下，您可以使用另一个“变量”来跟踪示例中的问题，即python不会像其他语言那样复制变量sam，a=b使其指向a使用的相同内存空间，因此，对于python来说，它们是相同的变量。您是在执行过程中尝试跟踪这一点，还是只想通读所有模块并从静态代码构建树？软件建议在这里是无关紧要的，但需要问自己的一个重要问题是，您是否想静态地执行此操作，而不运行python代码，或者在代码运行时动态执行。Python中的静态分析，特别是非类型化Python，由于其动态特性，非常困难。另一方面，动态分析只会显示执行的代码路径。如果您有良好的测试覆盖率，可以帮助您运行测试，那么您的大部分代码都将运行，并且可以进行分析。@DeepSpace，谢谢您的回复。当传递参数时，如果变量已经被跟踪，我需要继续跟踪它。在您的例子中，如果正在调用funA，并且正在传递的值与变量a相关，那么我们需要跟踪它。