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揭秘 Python 中的 with 关键字

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发表于 2022-5-13 11:01:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 chaomeili 于 2022-5-13 11:02 编辑

     我们中的许多人在Python 代码中一遍又一遍地看到这个代码片段:
  1.   with open('Hi.text', 'w') as f:
  2.       f.write("Hello, there")
复制代码
  但是,我们中的一些人不知道 with 有什么用,以及为什么我们需要在这里使用它。在此阅读中,您将找到关于 with 可解决的几乎所有问题。让我们开始吧!
  首先,让我们考虑一下如果不使用 with 关键字我们需要做什么。在这种情况下,我们需要先打开文件并尝试执行 write。不管成功与否,我们最好在最后关闭它,所以我们的代码将如下所示:
  1.   f = open('Hi.text', 'w')
  2.   try:
  3.       f.write('Hello, there')
  4.   finally:
  5.       f.close()
复制代码
  那么,with 关键字有什么用呢?它只是有助于将我们的 try..finally 代码缩短为 with... 的单个语句!这就是 with 语句用法。
  那么,它到底是什么?事实上,with 语句本身在 Python 中并没有什么特别之处,它只是 Python 中上下文管理器的一个特性。上下文管理器,引用自 Python 官方文档,是一种让您在需要时准确分配和释放资源的方法,或者简单来说:当您在某些资源上做某事时缩短您的代码片段,这意味着您可以自己定义 with 语句的用法!
  我们如何做到这一点?嗯,很简单,你只需要实现两个魔术函数:一个叫做 __enter__,另一个叫做 __exit__。第一种方法是编写一个实现这两个函数的类,如下所示:
  1.   class My_file:
  2.       def __init__(self, fname):
  3.           self.fname = fname
  4.       def __enter__(self):
  5.           self.file = open(self.fname, 'w')
  6.           return self.file
  7.       def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_trace_back):
  8.           if self.file:
  9.               self.file.close()
复制代码
  在这里,我们创建了一个普通的 Python 类,实现了两个魔术函数。注意这两个函数的签名:__enter__ 只接受 self ,而 __exit__ 将接受更多参数,示例中的这三个是标准形式。这样,我们就可以直接使用:
  1.   with My_file('hello.txt') as f:
  2.       f.write('hello, world!')
复制代码
  这里的 with 语句会先调用 __init__ 构造一个新对象,然后再调用 __enter__ 方法;最后,它会在代码块完成之前触发 __exit__ 方法。所以,上面代码的大致等价如下:
  1.   myfile = My_file('hello.txt')
  2.   f = myfile.__enter__()
  3.   f.write('hello, world!')
  4.   myfile.__exit(...)
复制代码
  实现上下文管理器的第二种方法是通过装饰器,如下:
  1、你import contextmanager from contextlib。
  2、你写一个函数来实现你想要的with语句。
  3、在函数上方添加一个装饰器@contextmanager。
  4、使用你的with your_function!
  根据上面的介绍,让我们写一个装饰器上下文管理器!
  1.   from contextlib import contextmanager
  2.   @contextmanager
  3.   def my_file_open(fname):
  4.       try:
  5.           f = open(fname, 'w')
  6.           yield f
  7.       finally:
  8.           print('Closing file')
  9.           f.close()
  10.   with file_open('hi.txt') as f:
  11.           f.write('hello world')
复制代码
       以上几乎涵盖了 with 语句和上下文管理器的所有基础知识,但是如果您想了解更多信息,请继续...!
  contextlib 中有一些方便的工具供您使用。第一个是 closing 。closing 基本上会用你在退出之前实现的另一个函数来包装你的代码块。
  1.   @contextmanager
  2.   def closing(f):
  3.       try:
  4.           f.write("Finish writing")
  5.       finally:
  6.           f.close()
  7.   with closing(open("hi.text")):
  8.       f.write("hello world")
复制代码
  例如,在上面的代码中,我们可以直接调用 close(your_way_of_getting_resource) ,在你下面写的代码块即将完成之前(f.write("hello world")),它会执行 try..finally 我们在上面定义的块。
  另一个是使用 suppress 工具。我们知道,在很多情况下,如果我们尝试获取一些资源,很可能在打开文件时会出现 FileNotFoundException 等错误。在某些情况下,我们希望捕获错误或抑制错误,以便程序继续正常运行。suppress 是我们可以抑制警告的一种方式。你需要做的就是弄清楚你想要抑制哪个异常,并编写with suppress(your_choice_of_exception),Python 将从这里开始处理它。
  在其他情况下,您可能只想在输入 with 代码块时执行某些操作。在这种情况下,nullcontext 对你来说会很方便。nullcontext 只会返回你在 __enter__ 函数中定义的东西,而不会做任何其他事情。如果您在 Python 中处理 async 操作以访问资源,则 aclosure 是处理这种情况的实用工具。
  总结
  本文介绍了 with 语句的一些基本概念和用法及其底层工作原理。还有很多有趣的东西,请查看 Python 的 contextlib 文档。最后,祝您能像往常一样快乐学习和快乐编码!

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