python中關於with的用法

這篇文章要跟大家分享的內容是python中關於with的用法，有需要的朋友可以參考一下

1.With語句是什麼?

有一些任務，可能事先需要設置，事後做清理工作。對於這種場景，Python的with語句提供了一個非常方便的處理方式。一個很好的例子是檔案處理，你需要取得一個檔案句柄，從檔案中讀取數據，然後關閉檔案句柄。

如果不用with語句，程式碼如下：

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

這裡有兩個問題:

一是可能忘記關閉檔案句柄； 
二是檔案讀取數據發生異常，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 somethingexcept:    do somethingfinally:
     f.close()

雖然這段程式碼運作良好，但太冗長了。

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版本的程式碼：

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

2.with如何運作?

緊接with後面的語句被求值後，回傳物件的__enter__()方法被調用，這個方法的返回值將被賦值給as後面的變數。 
當with後面的程式碼區塊全部執行完之後，將會呼叫前面回傳物件的 __exit__()方法。

下面範例可以具體說明with如何運作：

#!/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

運行程式碼，輸出如下

bash-3.2$ ./with_example01.pyIn __enter__()sample: FooIn __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.pyclass 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 + 10with 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 &#39;exceptions.ZeropisionError&#39;>value: integer pision or modulo by zerotrace: <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 = 1/0ZeropisionError: integer pision 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ZeropisionError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)

上文说了 __exit__ 函数可以进行部分异常的处理，如果我们不在这个函数中处理异常，他会正常抛出，这时候我们可以这样写（python 2.7及以上版本，之前的版本参考使用contextlib.nested这个库函数）：

try:    with open( "a.txt" ) as f :        do something
except xxxError:    do something about exception

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。

3.相關術語

要使用 with 語句，首先要明白上下文管理器這個概念。有了上下文管理器，with 語句才能運作。 
以下是一組與情境管理器和with 語句有關的概念。 
情境管理協定（Context Management Protocol）：包含方法 __enter__() 和 __exit__()，支援該協定的物件要實作這兩個方法。 
上下文管理器（Context Manager）：支援上下文管理協定的對象，這種物件實作了__enter__() 和 __exit__() 方法。上下文管理器定義執行 with 語句時要建立的執行時期上下文，負責執行 with 語句區塊上下文中的進入與退出操作。通常使用 with 語句呼叫上下文管理器，也可以直接呼叫其方法來使用。
執行階段上下文（runtime context）：由上下文管理器創建，透過上下文管理器的__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__( ) 在語句體執行完後從執行時上下文退出。 with 語句支援運行時上下文這個概念。 
上下文表達式（Context Expression）：with 語句中跟在關鍵字 with 之後的表達式，該表達式要傳回一個上下文管理器物件。 
語句體（with-body）：with 語句包裹起來的程式碼區塊，在執行語句體之前會呼叫上下文管理器的 __enter__() 方法，執行完語句體之後會執行__exit__() 方法。

相關連結： 
1.http://blog.kissdata.com/2014/05/23/python-with.html 
2.https://www.ibm .com/developerworks/cn/opensource/os-cn-pythonwith/

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