Python 中 with...as的用法

原文链接：

https://blog.csdn.net/qiqicos/article/details/79200089

https://blog.csdn.net/elevenqiao/article/details/6796653

 

with…as，就是个python控制流语句，像 if ，while一样。
with…as语句是简化版的try except finally语句。

 

那我们先理解一下try…except…finally语句是干啥的。实际上，try…except语句和try…finally语句是两种语句，用于不同的场景。但是当二者结合在一起时，可以“实现稳定性和灵活性更好的设计”。

1. try…except语句

用于处理程序执行过程中的异常情况，比如语法错误、从未定义变量上取值等等，也就是一些python程序本身引发的异常、报错。比如你在python下面输入 1 / 0：

>>> 1/0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero

系统会给你一个ZeroDivisionError的报错。说白了就是为了防止一些报错影响你的程序继续运行，就用try语句把它们抓出来(捕获)。

try…except的标准格式：

try:  
    ## normal block  
except A:  
    ## exc A block  
except:  
    ## exc other block  
else:  
    ## noError block  

程序执行流程是：

–>执行normal block
–>发现有A错误，执行 exc A block(即处理异常)
–>结束
如果没有A错误呢？
–>执行normal block
–>发现B错误，开始寻找匹配B的异常处理方法，发现A，跳过，发现except others(即except:)，执行exc other block
–>结束
如果没有错误呢？
–>执行normal block
–>全程没有错误，跳入else 执行noError block
–>结束

Tips: 我们发现，一旦跳入了某条except语句，就会执行相应的异常处理方法(block)，执行完毕就会结束。不会再返回try的normal block继续执行了。

try:
    a = 1 / 2 #a normal number/variable
    print(a)
    b = 1 / 0 # an abnormal number/variable
    print(b)
    c = 2 / 1 # a normal number/variable
    print(c)
except:
    print("Error")

输出：

0.5
Error

结果是，先打出了一个0，又打出了一个Error。就是把ZeroDivisionError错误捕获了。

先执行try后面这一堆语句，由上至下：
step1: a 正常，打印a. 于是打印出0.5 (python3.x以后都输出浮点数)
step2: b, 不正常了，0 不能做除数，所以这是一个错误。直接跳到except报错去。于是打印了Error。
step3: 其实没有step3，因为程序结束了。c是在错误发生之后的b语句后才出现，根本轮不到执行它。也就看不到打印出的c了

但这还不是try/except的所有用法

except后面还能跟表达式的! 所谓的表达式，就是错误的定义。也就是说，我们可以捕捉一些我们想要捕捉的异常。而不是什么异常都报出来。

异常分为两类：

• python标准异常
• 自定义异常

我们先抛开自定义异常(因为涉及到类的概念)，看看except都能捕捉到哪些python标准异常。

try:
    a = 1 / 2
    print(a)
    print(m)  # 此处抛出python标准异常
    b = 1 / 0 # 此后的语句不执行
    print(b)
    c = 2 / 1
    print(c)
except NameError:
    print("Ops!!")
except ZeroDivisionError:
    print("Wrong math!!")
except:
    print("Error")

输出：

0.5
Ops!!

当程序执行到print(m)的时候 发现了一个NameError: name 'm' is not defined，于是控制流去寻找匹配的except异常处理语句。发现了第一条匹配，执行对应block。执行完结束。

2. try…finallly语句

用于无论执行过程中有没有异常，都要执行清场工作。

好的 现在我们看看他俩合在一起怎么用!!

try:  
    execution block  ##正常执行模块  
except A:  
    exc A block ##发生A错误时执行  
except B:  
    exc B block ##发生B错误时执行  
except:  
    other block ##发生除了A,B错误以外的其他错误时执行  
else:  
    if no exception, jump to here ##没有错误时执行  
finally:  
    final block  ##总是执行  

tips: 注意顺序不能乱，否则会有语法错误。如果用else就必须有except，否则会有语法错误。

try:
    a = 1 / 2
    print(a)
    print(m) # 抛出NameError异常
    b = 1 / 0
    print(b)  
    c = 2 / 1
    print(c)
except NameError:
    print("Ops!!")  # 捕获到异常
except ZeroDivisionError:
    print("Wrong math!!")
except:
    print("Error")
else:
    print("No error! yeah!")
finally:      # 是否异常都执行该代码块
    print("Successfully!")

输出：

0.5
Ops!!
Successfully!

try语句终于搞清楚了! 那么可以继续with…as的探险了

3. with…as语句

with as 语句的结构如下：

with expression [as variable]:
    with-block

看这个结构我们可以获取至少两点信息 1. as可以省略 2. 有一个句块要执行。也就是说with是一个控制流语句，跟if/for/while/try之类的是一类的，with可以用来简化try finally代码，看起来可以比try finally更清晰。这里新引入了一个"上下文管理协议"context management protocol，实现方法是为一个类定义__enter__和__exit__两个函数。with expresion as variable的执行过程是，首先执行__enter__函数，它的返回值会赋给as后面的variable，想让它返回什么就返回什么，只要你知道怎么处理就可以了，如果不写as variable，返回值会被忽略。

然后，开始执行with-block中的语句，不论成功失败(比如发生异常、错误，设置sys.exit())，在with-block执行完成后，会执行__exit__函数。这样的过程其实等价于：

try:
    执行 __enter__的内容
    执行 with_block.
finally:
    执行 __exit__内容

只不过，现在把一部分代码封装成了__enter__函数，清理代码封装成__exit__函数。

所谓上下文管理协议，其实是指with后面跟的expression。这个expression一般都是一个类的实体。这个类的实体里面要包含有对__enter__和__exit__函数的定义才行。

除了给类定义一些属性之外，还可以定义类的方法。也就是允许对类的内容有哪些操作，最直观的方法就是用dir()函数来看一个类的属性和方法。比如要查看字符串类有哪些属性和方法:

>>> dir(str)
['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rmod__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold', 'center', 'count', 'encode', 'endswith', 'expandtabs', 'find', 'format', 'format_map', 'index', 'isalnum', 'isalpha', 'isdecimal', 'isdigit', 'isidentifier', 'islower', 'isnumeric', 'isprintable', 'isspace', 'istitle', 'isupper', 'join', 'ljust', 'lower', 'lstrip', 'maketrans', 'partition', 'replace', 'rfind', 'rindex', 'rjust', 'rpartition', 'rsplit', 'rstrip', 'split', 'splitlines', 'startswith', 'strip', 'swapcase', 'title', 'translate', 'upper', 'zfill']

类，除了python内置的，当然还可以自己定义! 所以除了expression表示一些含有这两种方法的内置类，还可以自己定义类，让他们含有enter和exit方法。

可能大家一直奇怪，为什么有的方法，比如上图中的'split' 'title'什么的都没有下划线，而又有很多，，比如__enter__和__exit__要写下划线呢？请参考博文http://blog.csdn.net/qiqicos/article/details/79208039

那么__enter__和__exit__是怎么用的方法呢？我们直接来看一个例子好了。

class Sample(object):             # object类是所有类最终都会继承的类
    def __enter__(self):          # 类中函数第一个参数始终是self，表示创建的实例本身
        print("In __enter__()")
        return "Foo"

    def __exit__(self, type, value, trace):
        print("In __exit__()")


def get_sample():
    return Sample()


with get_sample() as sample:
    print("sample:", sample)


print(Sample)    # 这个表示类本身   <class '__main__.Sample'>
print(Sample())  # 这表示创建了一个匿名实例对象 <__main__.Sample object at 0x00000259369CF550>

输出结果：

In __enter__()
sample: Foo
In __exit__()
<class '__main__.Sample'>
<__main__.Sample object at 0x00000226EC5AF550>

步骤分析:
–> 调用get_sample()函数，返回Sample类的实例;
–> 执行Sample类中的__enter__()方法，打印"In__enter_()"字符串，并将字符串“Foo”赋值给as后面的sample变量;
–> 执行with-block码块，即打印"sample: %s"字符串，结果为"sample: Foo"
–> 执行with-block码块结束，返回Sample类，执行类方法__exit__()。因为在执行with-block码块时并没有错误返回，所以type,value,trace这三个arguments都没有值。直接打印"In__exit__()"

程序有错的例子：

class Sample:
    def __enter__(self):
        return self

    def __exit__(self, type, value, trace):
        print("type:", type)
        print("value:", value)
        print("trace:", trace)

    def do_something(self):
        bar = 1 / 0
        return bar + 10


with Sample() as sample:
    sample.do_something()

输出结果：

type: <class 'ZeroDivisionError'>
value: division by zero
trace: <traceback object at 0x0000019B73153848>
Traceback (most recent call last):
  File "F:/机器学习/生物信息学/Code/first/hir.py", line 16, in <module>
    sample.do_something()
  File "F:/机器学习/生物信息学/Code/first/hir.py", line 11, in do_something
    bar = 1 / 0
ZeroDivisionError: division by zero

步骤分析:
–> 实例化Sample类，执行类方法__enter__()，返回值self也就是实例自己赋值给sample。即sample是Sample的一个实例(对象);
–>执行with-block码块: 实例sample调用方法do_something();
–>执行do_something()第一行 bar = 1 / 0，发现ZeroDivisionError，直接结束with-block代码块运行
–>执行类方法__exit__()，带入ZeroDivisionError的错误信息值，也就是type,value, trace，并打印它们。