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:
file
=
open
(
"/tmp/foo.txt"
)
data
=
file
.read()
file
.close()
这里有两个问题。一是可能忘记关闭文件句柄;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:
try: f = open('xxx') except: print 'fail to open' exit(-1) try: do something except: do something finally: 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:
with open("/tmp/foo.txt") as file:
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:
#!/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
When executed, this will result in: 运行代码,输出如下
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.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()
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。 When executed: 代码执行后:
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
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。
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。
示例代码可以在Github上面找到。 译注:本文原文见Understanding Python's "With" Statement
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