python with as用法详解

2021/10/24 22:42:42

本文主要是介绍python with as用法详解,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

任何一门编程语言中,文件的输入输出、数据库的连接断开等,都是很常见的资源管理操作。但资源都是有限的,在写程序时,必须保证这些资源在使用过后得到释放,不然就容易造成资源泄露,轻者使得系统处理缓慢,严重时会使系统崩溃。

例如,前面在介绍文件操作时,一直强调打开的文件最后一定要关闭,否则会程序的运行造成意想不到的隐患。但是,即便使用 close() 做好了关闭文件的操作,如果在打开文件或文件操作过程中抛出了异常,还是无法及时关闭文件。

为了更好地避免此类问题,不同的编程语言都引入了不同的机制。在 python 中,对应的解决方式是使用 with as 语句操作上下文管理器(context manager),它能够帮助我们自动分配并且释放资源。

简单的理解,同时包含 __enter__() 和 __exit__() 方法的对象就是上下文管理器。常见构建上下文管理器的方式有 2 种,分别是基于类实现和基于生成器实现。

with通过__enter__方法初始化,然后在__exit__中做善后以及处理异常。

所以使用with处理的对象必须有__enter__()和__exit__()这两个方法。

其中__enter__()方法在语句体(with语句包裹起来的代码块)执行之前进入运行,__exit__()方法在语句体执行完毕退出后运行。

with 语句适用于对资源进行访问的场合,确保不管使用过程中是否发生异常都会执行必要的“清理”操作,释放资源,比如文件使用后自动关闭、线程中锁的自动获取和释放等。使用 with as 操作已经打开的文件对象(本身就是上下文管理器),无论期间是否抛出异常,都能保证 with as 语句执行完毕后自动关闭已经打开的文件。

With语句的基本语法格式:

with expression [as target]:
    代码块

参数说明:

expression:是一个需要执行的表达式;

target:是一个变量或者元组,存储的是expression表达式执行返回的结果,可选参数。

例如:

文本内容如下:
我无法大是大非
我无法大是大非
我无法大是大非

with语句的工作原理:

紧跟with后面的语句会被求值,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关键字后面的变量,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。

 with语句最关键的地方在于被求值对象必须有__enter__()和__exit__()这两个方法,那我们就可以通过自己实现这两方法来自定义with语句处理异常。

基于类实现上下文管理器:

#encoding=utf-8

class opened(object):
    def __init__(self,filename):
        self.handle=open(filename)
        print "Resource:%s"%filename
    def __enter__(self):
        print "[enter%s]: Allocate resource."%self.handle
        return self.handle#可以返回不同的对象
    def __exit__(self,exc_type,exc_value,exc_trackback):
        print "[Exit %s]: Free resource." %self.handle
        if exc_trackback is None:
            print "[Exit %s]:Exited without exception."%self.handle
            self.handle.close()
        else:
            print "[Exit %s]: Exited with exception raised."%self.handle
        return False # 可以省略,缺省的None也是被看做是False


with opened(r'd:\\xxx.txt') as fp:
    for line in fp.readlines():
        print line

结果:

opened中的__enter__() 返回的是自身的引用,这个引用可以赋值给 as 子句中的fp变量;

返回值的类型可以根据实际需要设置为不同的类型,不必是上下文管理器对象本身。

__exit__() 方法中对变量exc_trackback进行检测,如果不为 None,表示发生了异常,返回 False 表示需要由外部代码逻辑对异常进行处理;

如果没有发生异常,缺省的返回值为 None,在布尔环境中也是被看做 False,但是由于没有异常发生,__exit__() 的三个参数都为 None,上下文管理代码可以检测这种情况,做正常处理。__exit__()方法的3个参数,分别代表异常的类型、值、以及堆栈信息。

基于生成器的上下文管理器

除了基于类的上下文管理器,它还可以基于生成器实现。接下来先看一个例子。比如,我们可以使用装饰器 contextlib.contextmanager,来定义自己所需的基于生成器的上下文管理器,用以支持 with as 语句:

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def file_manager(name, mode):
    try:
        f = open(name, mode)
        yield f
    finally:
        f.close()

with file_manager('a.txt', 'w') as f:
    f.write('hello world')

这段代码中,函数 file_manager() 就是一个生成器,当我们执行 with as 语句时,便会打开文件,并返回文件对象 f;当 with 语句执行完后,finally 中的关闭文件操作便会执行。另外可以看到,使用基于生成器的上下文管理器时,不再用定义 __enter__() 和 __exit__() 方法,但需要加上装饰器 @contextmanager,这一点新手很容易疏忽。

需要强调的是,基于类的上下文管理器和基于生成器的上下文管理器,这两者在功能上是一致的。只不过,基于类的上下文管理器更加灵活,适用于大型的系统开发,而基于生成器的上下文管理器更加方便、简洁,适用于中小型程序。但是,无论使用哪一种,不用忘记在方法“__exit__()”或者是 finally 块中释放资源,这一点尤其重要。



这篇关于python with as用法详解的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!


扫一扫关注最新编程教程