Python with語句和上下文管理器物件

2021-08-10 14:17:52 字數 4849 閱讀 2235

今天看書,書上面提到要盡量使用with自動關閉資源,裡面還提到了上下文管理器物件的概念,然後查詢資料,對with的解釋如下:with的有一些任務,可能事先需要設定,事後做清理工作。對於這種場景,python的with語句提供了一種非常方便的處理方式。乙個很好的例子是檔案處理,需要獲取乙個檔案控制代碼,從檔案中讀取資料,然後關閉檔案控制代碼。下面就講下with語句以及上下文管理器物件,希望對你有幫助。

(一)with語句

對於檔案操作完成後,應該要關閉它,這是乙個常識,因為開啟的檔案不僅占用了系統資源,而且可能影響其它程式或程序的操作,甚至會導致使用者期望與實際操作結果不一樣。with語句得語法為

with  表示式  [as 目標]:

**塊with語句支援巢狀,支援多個with子句,它們兩者可以相互轉換。"with expr1 as e1,expr2 as e2"與下面的巢狀形式等價

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with expr1 as e1:

with expr2 as e2:

with語句使用比較簡單。如下面例子不使用with的時候**如下

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f=open('test.txt','w')

f.write("hello")

f.close()#這句很容易被忘記,這也是為什麼推薦使用with

使用with語句**如下:

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withopen('test.txt','w') as f:

f.write("hello")

with語句可以在**塊執行完畢後,還原到進入該**塊時的現場(這句話要仔細理解,也就是說with裡的**塊執行完後,會返回到剛剛進入with時的現場)。with語句**塊執行過程如下:

(1)計算表示式的值,返回乙個上下文管理器物件

(2)載入上下文管理器物件的__exit__()方法以備後用

(3)呼叫上下文管理器物件的__enter__()方法

(4)如果with語句中設定了目標物件,則將__enter__()方法的返回值賦值給目標物件(比如上面的f)

(5)執行with裡的**塊

(6)如果步驟(5)**正常結束,呼叫上下文管理器物件的__exit__()方法,返回值直接忽略

(7)如果步驟(5)中**異常,呼叫上下文管理器物件的__exit__(),並將異常型別、值以及traceback資訊作為引數傳遞給__exit__()方法。如果__exit__()返回值為false,則異常會被重新丟擲;如果返回的是true,異常被掛起,程式繼續執行

使用with的好處是無論程式以何種方式跳出with塊,總能保證資源被正確關閉。下面介紹一下上下文管理器物件。

(二)上下文管理器物件

with的神奇之處得益於乙個成為上下文管理器的(context manager)的東西,它用來建立乙個這樣的物件:它定義程式執行時需要建立的上下文,處理程式的進入和退出,實現上下文管理協議,即在物件中定義__enter__()和__exit__()方法(這兩個方法可以過載,這就說明,我們可以自定義屬於自己的上下文管理器,待會兒再介紹),其中:

__enter__(self):進入執行時的上下文,也就是進入上下文管理器時呼叫該函式,返回執行時的上下文物件,with語句中會將這個返回值繫結到目標物件上(上面的例子就是繫結到f上)。順便說下上下文表示式(context expression),上下文表示式指with 語句中跟在關鍵字 with 之後的表示式,該表示式要返回乙個上下文管理器物件,該物件就被賦值給了目標物件。

__exit__(self,exception_type,exception_value,traceback):退出執行時的上下文,定義在塊執行(或終止)之後上下文管理器應該做什麼。它可以處理異常、清理現場或者處理with塊中語句執行完成後需要處理的動作。exception_type,exception_value,traceback三個引數代表的意思分別是異常的型別、值和追蹤資訊。如果沒有異常,3個引數均設為none。此方法返回值為true或者false,分別指示被引發的異常得到了還是沒有得到處理。如果返回false,引發的異常會被傳遞出上下文。這個在前面簡單的提到過,希望你能結合上下文仔細理解這些東西。

實際上任何實現了上下文協議的物件都可以稱為乙個上下文管理器,檔案也是實現了這個協議的上下文管理器,它們都能夠與with語句相容。檔案物件的__enter__()和__exit__()屬性如下 1

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>>>f.__enter__

>>>f.__exit__

當然我們也可以定義自己的上下文管理器,只要實現了上下文協議便可以和with語句一起使用。如下面例子:

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classopenfile(object):

def__init__(self,filename,mode):

self.filename=filename

self.mode=mode

def__enter__(self):

self.f=open(self.filename,self.mode)

returnself.f#作為as說明符指定的變數的值

def__exit__(self,exception_type,exception_value,traceback):

ifexception_typeisnone:#如果沒有異常,正常關閉資源

self.f.close()

else:#有異常發生

printexception_value

printtraceback

returnfalse#返回false則異常會被重新丟擲

with openfile('my_file.txt','w') as f:

f.write('hello')

f.write('world')

上下文管理器主要作用於資源共享,因此在實際應用中__enter__()和__exit__()方法基本用於資源分配以及釋放相關的工作,如開啟/關閉檔案、異常處理、斷開流的連線、鎖分配等。為了更好的輔助上下文管理器,python還提供了contextlib模組,這個下次有機會再講。技術有限,不正之處,請多多包涵!

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