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理解Python中的With語句

系統 1676 0

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:

復制代碼 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:

復制代碼 代碼如下:

file = open("/tmp/foo.txt")
try:
??? data = file.read()
finally:
??? file.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:

復制代碼 代碼如下:

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

with如何工作?

這看起來充滿魔法,但不僅僅是魔法,Python對with的處理還很聰明。基本思想是with所求值的對象必須有一個__enter__()方法,一個__exit__()方法。

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:

復制代碼 代碼如下:

#!/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

行代碼,輸出如下

復制代碼 代碼如下:

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

正如你看到的,

__enter__()方法被執行

__enter__()方法返回的值 - 這個例子中是"Foo",賦值給變量'sample'
執行代碼塊,打印變量"sample"的值為 "Foo"

__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。

復制代碼 代碼如下:

#!/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:

復制代碼 代碼如下:

bash-3.2$ ./with_example02.py
type:
value: integer division or modulo by zero
trace:
Traceback (most recent call last):
? File "./with_example02.py", line 19, in
??? sample.do_somet hing()
? 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。

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。

示例代碼可以在Github上面找到。


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