上下文管理器(context manager)是Python2.5開(kāi)始支持的一種語(yǔ)法,用于規(guī)定某個(gè)對(duì)象的使用范圍。一旦進(jìn)入或者離開(kāi)該使用范圍,會(huì)有特殊操作被調(diào)用 (比如為對(duì)象分配或者釋放內(nèi)存)。它的語(yǔ)法形式是with...as...
關(guān)閉文件
我們會(huì)進(jìn)行這樣的操作:打開(kāi)文件,讀寫(xiě),關(guān)閉文件。程序員經(jīng)常會(huì)忘記關(guān)閉文件。上下文管理器可以在不需要文件的時(shí)候,自動(dòng)關(guān)閉文件。
下面我們看一下兩段程序:
# without context manager
f = open("new.txt", "w")
print(f.closed)?????????????? # whether the file is open
f.write("Hello World!")
f.close()
print(f.closed)
以及:
# with context manager
with open("new.txt", "w") as f:
??? print(f.closed)
??? f.write("Hello World!")
print(f.closed)
兩段程序?qū)嶋H上執(zhí)行的是相同的操作。我們的第二段程序就使用了上下文管理器 (with...as...)。上下文管理器有隸屬于它的程序塊。當(dāng)隸屬的程序塊執(zhí)行結(jié)束的時(shí)候(也就是不再縮進(jìn)),上下文管理器自動(dòng)關(guān)閉了文件 (我們通過(guò)f.closed來(lái)查詢(xún)文件是否關(guān)閉)。我們相當(dāng)于使用縮進(jìn)規(guī)定了文件對(duì)象f的使用范圍。
上面的上下文管理器基于f對(duì)象的__exit__()特殊方法(還記得我們?nèi)绾卫锰厥夥椒▉?lái)實(shí)現(xiàn)各種語(yǔ)法?參看特殊方法與多范式)。當(dāng)我們使用上下文管理器的語(yǔ)法時(shí),我們實(shí)際上要求Python在進(jìn)入程序塊之前調(diào)用對(duì)象的__enter__()方法,在結(jié)束程序塊的時(shí)候調(diào)用__exit__()方法。對(duì)于文件對(duì)象f來(lái)說(shuō),它定義了__enter__()和__exit__()方法(可以通過(guò)dir(f)看到)。在f的__exit__()方法中,有self.close()語(yǔ)句。所以在使用上下文管理器時(shí),我們就不用明文關(guān)閉f文件了。
自定義
任何定義了__enter__()和__exit__()方法的對(duì)象都可以用于上下文管理器。文件對(duì)象f是內(nèi)置對(duì)象,所以f自動(dòng)帶有這兩個(gè)特殊方法,不需要自定義。
下面,我們自定義用于上下文管理器的對(duì)象,就是下面的myvow:
# customized object
class VOW(object):
??? def __init__(self, text):
??????? self.text = text
??? def __enter__(self):
??????? self.text = "I say: " + self.text??? # add prefix
??????? return self????????????????????????? # note: return an object
??? def __exit__(self,exc_type,exc_value,traceback):
??????? self.text = self.text + "!"????????? # add suffix
with VOW("I'm fine") as myvow:
??? print(myvow.text)
print(myvow.text)
我們的運(yùn)行結(jié)果如下:
I say: I'm fine
I say: I'm fine!
我們可以看到,在進(jìn)入上下文和離開(kāi)上下文時(shí),對(duì)象的text屬性發(fā)生了改變(最初的text屬性是"I'm fine")。
__enter__()返回一個(gè)對(duì)象。上下文管理器會(huì)使用這一對(duì)象作為as所指的變量,也就是myvow。在__enter__()中,我們?yōu)閙yvow.text增加了前綴 ("I say: ")。在__exit__()中,我們?yōu)閙yvow.text增加了后綴("!")。
注意: __exit__()中有四個(gè)參數(shù)。當(dāng)程序塊中出現(xiàn)異常(exception),__exit__()的參數(shù)中exc_type, exc_value, traceback用于描述異常。我們可以根據(jù)這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。如果正常運(yùn)行結(jié)束,這三個(gè)參數(shù)都是None。在我們的程序中,我們并沒(méi)有用到這一特性。
總結(jié):
通過(guò)上下文管理器,我們控制對(duì)象在程序不同區(qū)間的特性。上下文管理器(with EXPR as VAR)大致相當(dāng)于如下流程:
# with EXPR as VAR:
VAR = EXPR
VAR = VAR.__enter__()
try:
??? BLOCK
finally:
??? VAR.__exit__()
由于上下文管理器帶來(lái)的便利,它是一個(gè)值得使用的工具。
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