一、With語(yǔ)句是什么?

有一些任務(wù)，可能事先需要設(shè)置，事后做清理工作。對(duì)于這種場(chǎng)景，Python的with語(yǔ)句提供了一種非常方便的處理方式。一個(gè)很好的例子是文件處理，你需要獲取一個(gè)文件句柄，從文件中讀取數(shù)據(jù)，然后關(guān)閉文件句柄。

如果不用with語(yǔ)句，代碼如下：

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

這里有兩個(gè)問(wèn)題:

一是可能忘記關(guān)閉文件句柄； 
二是文件讀取數(shù)據(jù)發(fā)生異常，沒有進(jìn)行任何處理。

下面是處理異常的加強(qiáng)版本：

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

雖然這段代碼運(yùn)行良好，但是太冗長(zhǎng)了。

這時(shí)候就是with一展身手的時(shí)候了。除了有更優(yōu)雅的語(yǔ)法，with還可以很好的處理上下文環(huán)境產(chǎn)生的異常。

下面是with版本的代碼：

with open("/tmp/foo.txt") as file:
    data = file.read()

二、with如何工作?

緊跟with后面的語(yǔ)句被求值后，返回對(duì)象的 __enter__() 方法被調(diào)用，這個(gè)方法的返回值將被賦值給as后面的變量。 
當(dāng)with后面的代碼塊全部被執(zhí)行完之后，將調(diào)用前面返回對(duì)象的 __exit__()方法。

下面例子可以具體說(shuō)明with如何工作：

#!/usr/bin/env python# with_example01.pyclass 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#!/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

運(yùn)行代碼，輸出如下

bash-3.2$ ./with_example01.py
In __enter__()
sample: Foo
In __exit__()

正如你看到的: 
1. __enter__()方法被執(zhí)行 
2. __enter__()方法返回的值 - 這個(gè)例子中是”Foo”，賦值給變量’sample’ 
3. 執(zhí)行代碼塊，打印變量”sample”的值為 “Foo” 
4. __exit__()方法被調(diào)用 

???????with真正強(qiáng)大之處是它可以處理異常?？赡苣阋呀?jīng)注意到Sample類的 __exit__ 方法有三個(gè)參數(shù) val, type 和 trace。

這些參數(shù)在異常處理中相當(dāng)有用。我們來(lái)改一下代碼，看看具體如何工作的。
#!/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()

這個(gè)例子中，with后面的get_sample()變成了Sample()。這沒有任何關(guān)系，只要緊跟with后面的語(yǔ)句所返回的對(duì)象有 __enter__() 和 __exit__() 方法即可。

此例中，Sample()的 __enter__() 方法返回新創(chuàng)建的Sample對(duì)象，并賦值給變量sample。

代碼執(zhí)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

實(shí)際上，在with后面的代碼塊拋出任何異常時(shí)，__exit__() 方法被執(zhí)行。正如例子所示，異常拋出時(shí)，與之關(guān)聯(lián)的type，value和stack trace傳給 __exit__() 方法，因此拋出的ZeroDivisionError異常被打印出來(lái)了。

開發(fā)庫(kù)時(shí)，清理資源，關(guān)閉文件等等操作，都可以放在 __exit__ 方法當(dāng)中。

另外，__exit__ 除了用于tear things down，還可以進(jìn)行異常的監(jiān)控和處理，注意后幾個(gè)參數(shù)。要跳過(guò)一個(gè)異常，只需要返回該函數(shù)True即可。

下面的樣例代碼跳過(guò)了所有的TypeError，而讓其他異常正常拋出。

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

總之，with-as表達(dá)式極大的簡(jiǎn)化了每次寫finally的工作，這對(duì)保持代碼的優(yōu)雅性是有極大幫助的。

如果有多個(gè)項(xiàng)，我們可以這么寫：

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

因此，Python的with語(yǔ)句是提供一個(gè)有效的機(jī)制，讓代碼更簡(jiǎn)練，同時(shí)在異常產(chǎn)生時(shí)，清理工作更簡(jiǎn)單。

三、相關(guān)術(shù)語(yǔ)

要使用 with 語(yǔ)句，首先要明白上下文管理器這一概念。有了上下文管理器，with 語(yǔ)句才能工作。 
下面是一組與上下文管理器和with 語(yǔ)句有關(guān)的概念。

上下文管理協(xié)議（Context Management Protocol）：包含方法 __enter__() 和 __exit__()，支持該協(xié)議的對(duì)象要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)方法。 

上下文管理器（Context Manager）：支持上下文管理協(xié)議的對(duì)象，這種對(duì)象實(shí)現(xiàn)了__enter__() 和 __exit__() 方法。上下文管理器定義執(zhí)行 with 語(yǔ)句時(shí)要建立的運(yùn)行時(shí)上下文，負(fù)責(zé)執(zhí)行 with 語(yǔ)句塊上下文中的進(jìn)入與退出操作。通常使用 with 語(yǔ)句調(diào)用上下文管理器，也可以通過(guò)直接調(diào)用其方法來(lái)使用。 

運(yùn)行時(shí)上下文（runtime context）：由上下文管理器創(chuàng)建，通過(guò)上下文管理器的 __enter__() 和__exit__() 方法實(shí)現(xiàn)，__enter__() 方法在語(yǔ)句體執(zhí)行之前進(jìn)入運(yùn)行時(shí)上下文，__exit__() 在語(yǔ)句體執(zhí)行完后從運(yùn)行時(shí)上下文退出。with 語(yǔ)句支持運(yùn)行時(shí)上下文這一概念。 

上下文表達(dá)式（Context Expression）：with 語(yǔ)句中跟在關(guān)鍵字 with 之后的表達(dá)式，該表達(dá)式要返回一個(gè)上下文管理器對(duì)象。 

語(yǔ)句體（with-body）：with 語(yǔ)句包裹起來(lái)的代碼塊，在執(zhí)行語(yǔ)句體之前會(huì)調(diào)用上下文管理器的 __enter__() 方法，執(zhí)行完語(yǔ)句體之后會(huì)執(zhí)行__exit__() 方法。

到此這篇關(guān)于淺談一下Python中的with用法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python的with用法內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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