Python中的with如何使用

今天小編給大家分享一下Python中的with如何使用的相關知識點，內容詳細，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

一、With語句是什么?

有一些任務，可能事先需要設置，事后做清理工作。對于這種場景，Python的with語句提供了一種非常方便的處理方式。一個很好的例子是文件處理，你需要獲取一個文件句柄，從文件中讀取數據，然后關閉文件句柄。

如果不用with語句，代碼如下：

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

這里有兩個問題:

一是可能忘記關閉文件句柄； 
二是文件讀取數據發生異常，沒有進行任何處理。

下面是處理異常的加強版本：

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

雖然這段代碼運行良好，但是太冗長了。

這時候就是with一展身手的時候了。除了有更優雅的語法，with還可以很好的處理上下文環境產生的異常。

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后面的語句被求值后，返回對象的 __enter__() 方法被調用，這個方法的返回值將被賦值給as后面的變量。 
當with后面的代碼塊全部被執行完之后，將調用前面返回對象的 __exit__()方法。

下面例子可以具體說明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__()方法被執行 
2. __enter__()方法返回的值 - 這個例子中是”Foo”，賦值給變量’sample’ 
3. 執行代碼塊，打印變量”sample”的值為 “Foo” 
4. __exit__()方法被調用

with真正強大之處是它可以處理異常。可能你已經注意到Sample類的 __exit__ 方法有三個參數 val, type 和 trace。

這些參數在異常處理中相當有用。我們來改一下代碼，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()

這個例子中，with后面的get_sample()變成了Sample()。這沒有任何關系，只要緊跟with后面的語句所返回的對象有 __enter__() 和 __exit__() 方法即可。

此例中，Sample()的 __enter__() 方法返回新創建的Sample對象，并賦值給變量sample。

代碼執行后：

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

實際上，在with后面的代碼塊拋出任何異常時，__exit__() 方法被執行。正如例子所示，異常拋出時，與之關聯的type，value和stack trace傳給 __exit__() 方法，因此拋出的ZeroDivisionError異常被打印出來了。

開發庫時，清理資源，關閉文件等等操作，都可以放在 __exit__ 方法當中。

另外，__exit__ 除了用于tear things down，還可以進行異常的監控和處理，注意后幾個參數。要跳過一個異常，只需要返回該函數True即可。

下面的樣例代碼跳過了所有的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表達式極大的簡化了每次寫finally的工作，這對保持代碼的優雅性是有極大幫助的。

如果有多個項，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語句是提供一個有效的機制，讓代碼更簡練，同時在異常產生時，清理工作更簡單。

三、相關術語

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

上下文管理協議（Context Management Protocol）：包含方法 __enter__() 和 __exit__()，支持該協議的對象要實現這兩個方法。 

上下文管理器（Context Manager）：支持上下文管理協議的對象，這種對象實現了__enter__() 和 __exit__() 方法。上下文管理器定義執行 with 語句時要建立的運行時上下文，負責執行 with 語句塊上下文中的進入與退出操作。通常使用 with 語句調用上下文管理器，也可以通過直接調用其方法來使用。 

運行時上下文（runtime context）：由上下文管理器創建，通過上下文管理器的 __enter__() 和__exit__() 方法實現，__enter__() 方法在語句體執行之前進入運行時上下文，__exit__() 在語句體執行完后從運行時上下文退出。with 語句支持運行時上下文這一概念。 

上下文表達式（Context Expression）：with 語句中跟在關鍵字 with 之后的表達式，該表達式要返回一個上下文管理器對象。 

語句體（with-body）：with 語句包裹起來的代碼塊，在執行語句體之前會調用上下文管理器的 __enter__() 方法，執行完語句體之后會執行__exit__() 方法。

以上就是“Python中的with如何使用”這篇文章的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家閱讀完這篇文章都有很大的收獲，小編每天都會為大家更新不同的知識，如果還想學習更多的知識，請關注億速云行業資訊頻道。