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  • python的with用法(参考)

    一、With语句是什么?

    有一些任务,可能事先需要设置,事后做清理工作。对于这种场景,Python的with语句提供了一种非常方便的处理方式。一个很好的例子是文件处理,你需要获取一个文件句柄,从文件中读取数据,然后关闭文件句柄。

    如果不用with语句,代码如下:

    file = open("/tmp/foo.txt")
    data = file.read()
    file.close()

    这里有两个问题:

    一是可能忘记关闭文件句柄; 
    二是文件读取数据发生异常,没有进行任何处理。

    下面是处理异常的加强版本:

    try:
        f = open('xxx')
    except:
        print 'fail to open'
        exit(-1)
    try:
        do something
    except:
        do something
    finally:
         f.close()

    虽然这段代码运行良好,但是太冗长了。

    这时候就是with一展身手的时候了。除了有更优雅的语法,with还可以很好的处理上下文环境产生的异常。

    下面是with版本的代码:

    with open("/tmp/foo.txt") as file:
        data = file.read()
    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    二、
    with如何工作?

    紧跟with后面的语句被求值后,返回对象的 __enter__() 方法被调用,这个方法的返回值将被赋值给as后面的变量。 
    当with后面的代码块全部被执行完之后,将调用前面返回对象的 __exit__()方法。

    下面例子可以具体说明with如何工作:

    #!/usr/bin/env python
    # with_example01.py
    class Sample:
        def __enter__(self):
            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

     

    运行代码,输出如下

    bash-3.2$ ./with_example01.py
    In __enter__()
    sample: Foo
    In __exit__()
    正如你看到的: 1. __enter__()方法被执行 2. __enter__()方法返回的值 - 这个例子中是”Foo”,赋值给变量’sample’ 3. 执行代码块,打印变量”sample”的值为 “Foo” 4. __exit__()方法被调用 
    with真正强大之处是它可以处理异常。可能你已经注意到Sample类的 __exit__ 方法有三个参数 val, type 和 trace。 这些参数在异常处理中相当有用。我们来改一下代码,看看具体如何工作的。
    #!/usr/bin/env python
    # with_example02.py 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()

    这个例子中,with后面的get_sample()变成了Sample()。这没有任何关系,只要紧跟with后面的语句所返回的对象有 __enter__() 和 __exit__() 方法即可。此例中,Sample()的 __enter__() 方法返回新创建的Sample对象,并赋值给变量sample。

    代码执行后:

    bash-3.2$ ./with_example02.py
    type: <type 'exceptions.ZeroDivisionError'>
    value: integer division or modulo by zero
    trace: <traceback object at 0x1004a8128>
    Traceback (most recent call last):
      File "./with_example02.py", line 19, in <module>
        sample.do_something()
      File "./with_example02.py", line 15, in do_something
        bar = 1/0
    ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero


    实际上,在with后面的代码块抛出任何异常时,__exit__() 方法被执行。正如例子所示,异常抛出时,与之关联的type,value和stack trace传给 __exit__() 方法,因此抛出的ZeroDivisionError异常被打印出来了。开发库时,清理资源,关闭文件等等操作,都可以放在 __exit__ 方法当中。

    另外,__exit__ 除了用于tear things down,还可以进行异常的监控和处理,注意后几个参数。要跳过一个异常,只需要返回该函数True即可。

    下面的样例代码跳过了所有的TypeError,而让其他异常正常抛出。

    def __exit__(self, type, value, traceback):
        return isinstance(value, TypeError)

    总之,with-as表达式极大的简化了每次写finally的工作,这对保持代码的优雅性是有极大帮助的。

    如果有多个项,我们可以这么写:

    with open("x.txt") as f1, open('xxx.txt') as f2:
        do something with f1,f2

     

    因此,Python的with语句是提供一个有效的机制,让代码更简练,同时在异常产生时,清理工作更简单。

    三、相关术语

    要使用 with 语句,首先要明白上下文管理器这一概念。有了上下文管理器,with 语句才能工作。 
    下面是一组与上下文管理器和with 语句有关的概念。 
    上下文管理协议(Context Management Protocol):包含方法 __enter__() 和 __exit__(),支持该协议的对象要实现这两个方法。 
    上下文管理器(Context Manager):支持上下文管理协议的对象,这种对象实现了__enter__() 和 __exit__() 方法。上下文管理器定义执行 with 语句时要建立的运行时上下文,负责执行 with 语句块上下文中的进入与退出操作。通常使用 with 语句调用上下文管理器,也可以通过直接调用其方法来使用。 
    运行时上下文(runtime context):由上下文管理器创建,通过上下文管理器的 __enter__() 和__exit__() 方法实现,__enter__() 方法在语句体执行之前进入运行时上下文,__exit__() 在语句体执行完后从运行时上下文退出。with 语句支持运行时上下文这一概念。 
    上下文表达式(Context Expression):with 语句中跟在关键字 with 之后的表达式,该表达式要返回一个上下文管理器对象。 
    语句体(with-body):with 语句包裹起来的代码块,在执行语句体之前会调用上下文管理器的 __enter__() 方法,执行完语句体之后会执行__exit__() 方法。



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