python with的用法

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With语句是什么?

有一些任务，可能事先需要设置，事后做清理工作。对于这种场景，Python的with语句提供了一种非常方便的处理方式。一个很好的例子是文件处理，你需要获取一个文件句柄，从文件中读取数据，然后关闭文件句柄。

如果不用with语句，代码如下：

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

这里有两个问题:

1. 一是可能忘记关闭文件句柄；
2. 二是文件读取数据发生异常，没有进行任何处理。

下面是处理异常的加强版本：

1. try:
2. f = open('xxx')
3. except:
4. print 'fail to open'
5. exit(-1)
6. try:
7. do something
8. except:
9. do something
10. finally:
11. f.close()

虽然这段代码运行良好，但是太冗长了。

这时候就是with一展身手的时候了。除了有更优雅的语法，with还可以很好的处理上下文环境产生的异常。

下面是with版本的代码：

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

with如何工作?

• 紧跟with后面的语句被求值后，返回对象的 __enter__() 方法被调用，这个方法的返回值将被赋值给as后面的变量。
• 当with后面的代码块全部被执行完之后，将调用前面返回对象的 __exit__()方法。

下面例子可以具体说明with如何工作：

1. #!/usr/bin/env python
2. # with_example01.py
4. class Sample:
5. def __enter__(self):
6. print "In __enter__()"
7. return "Foo"
9. def __exit__(self, type, value, trace):
10. print "In __exit__()"
12. def get_sample():
13. return Sample()
15. with get_sample() as sample:
16. print "sample:", sample

运行代码，输出如下

1. bash-3.2$ ./with_example01.py
2. In __enter__()
3. sample: Foo
4. In __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。

1. #!/usr/bin/env python
2. # with_example02.py
4. class Sample:
5. def __enter__(self):
6. return self
8. def __exit__(self, type, value, trace):
9. print "type:", type
10. print "value:", value
11. print "trace:", trace
13. def do_something(self):
14. bar = 1/0
15. return bar + 10
17. with Sample() as sample:
18. 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：

1. bash-3.2$ ./with_example02.py
2. type: <type 'exceptions.ZeroDivisionError'>
3. value: integer division or modulo by zero
4. trace: <traceback object at 0x1004a8128>
5. Traceback (most recent call last):
6. File "./with_example02.py", line 19, in <module>
7. sample.do_something()
8. File "./with_example02.py", line 15, in do_something
9. bar = 1/0
10. ZeroDivisionError: integer division 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ZeroDivisionError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。

1. def __exit__(self, type, value, traceback):
2. 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）：

1. try:
2. with open( "a.txt" ) as f :
3. do something
4. except xxxError:
5. 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：

1. with open("x.txt") as f1, open('xxx.txt') as f2:
2. 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。