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[python] with statement

时间:2019-10-06 17:11:20      阅读:79      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:结果   statement   ror   管理器   文件句柄   target   res   追踪   不同的   

总结

  1. 上下文管理器提供了 __enter__()方法和 __exit__()方法,在with语句中,如果用as指定了一个目标,会将 __enter__()方法的返回值赋予这个目标。
  2. 运行中如果发生了异常,那么将会把异常的类型,值和追踪传递给 __exit__()方法。如果__exit__()方法返回值为true,那么这个异常将会被抑制,否则这个异常将会被重新抛出。
  3. 如果没有发生异常,也会调用 __exit__()方法,但是传入的参数为None, None, None。通常也是在这里放入代码进行如文件流/会话的关闭等操作。

术语

上下文管理协议(Context Management Protocol):包含方法 __enter__()__exit__(),支持

该协议的对象要实现这两个方法

上下文管理器(Context Manager):支持上下文管理协议的对象,这种对象实现了
__enter__()__exit__() 方法。上下文管理器定义执行 with 语句时要建立的运行时上下文,

负责执行 with 语句块上下文中的进入与退出操作。通常使用 with 语句调用上下文管理器,

也可以通过直接调用其方法来使用

运行时上下文(runtime context):由上下文管理器创建,通过上下文管理器的 __enter__()

__exit__()方法实现, __enter__()方法在语句体执行之前进入运行时上下文, __exit__()

语句体执行完后从运行时上下文退出。with 语句支持运行时上下文这一概念。

上下文表达式(Context Expression):with 语句中跟在关键字 with 之后的表达式,该表达式

要返回一个上下文管理器对象。

语句体(with-body):with 语句包裹起来的代码块,在执行语句体之前会调用上下文管

理器的 ` ` __enter__()方法,执行完语句体之后会执行 __exit__() 方法。

基本语法

with context_expression [as target(s)]:
    with-body

这里 context_expression 要返回一个上下文管理器对象,该对象并不赋值给 as 子句中的 target(s) ,如果指定了 as 子句的话,会将上下文管理器的 __enter__()方法的返回值赋值给 target(s)。target(s) 可以是单个变量,或者由“()”括起来的元组(不能是仅仅由“,”分隔的变量列表,必须加“()”)。

Python 对一些内建对象进行改进,加入了对上下文管理器的支持,可以用于 with 语句中,比如可以自动关闭文件、线程锁的自动获取和释放等。假设要对一个文件进行操作,使用 with 语句可以有如下代码:

with open(r'somefileName') as somefile:
    for line in somefile:
        print line
        # ...more code

这里使用了 with 语句,不管在处理文件过程中是否发生异常,都能保证 with 语句执行完毕后已经关闭了打开的文件句柄。如果使用传统的 try/finally 范式,则要使用类似如下代码:

somefile = open(r'somefileName')
try:
    for line in somefile:
        print line
        # ...more code
finally:
    somefile.close()

比较起来,使用 with 语句可以减少编码量。已经加入对上下文管理协议支持的还有模块 threading、decimal 等

基本原理

with 语句执行过程如下:

context_manager = context_expression
exit = type(context_manager).__exit__  
value = type(context_manager).__enter__(context_manager)
exc = True   # True 表示正常执行,即便有异常也忽略;False 表示重新抛出异常,需要对异常进行处理
try:
    try:
        target = value  # 如果使用了 as 子句
        with-body     # 执行 with-body
    except:
        # 执行过程中有异常发生
        exc = False
        # 如果 __exit__ 返回 True,则异常被忽略;如果返回 False,则重新抛出异常
        # 由外层代码对异常进行处理
        if not exit(context_manager, *sys.exc_info()):
            raise
finally:
    # 正常退出,或者通过 statement-body 中的 break/continue/return 语句退出
    # 或者忽略异常退出
    if exc:
        exit(context_manager, None, None, None) 
    # 缺省返回 None,None 在布尔上下文中看做是 False
  1. 执行 context_expression,生成上下文管理器 context_manager
  2. 调用上下文管理器的__enter__() 方法;如果使用了 as 子句,则将__enter__() 方法的返回值赋值给 as 子句中的 target(s)
  3. 执行语句体 with-body
  4. 不管是否执行过程中是否发生了异常,执行上下文管理器的__exit__() 方法, __exit__()方法负责执行“清理”工作,如释放资源等。如果执行过程中没有出现异常,或者语句体中执行了语句 break/continue/return,则以 None 作为参数调用 __exit__(None, None, None);如果执行过程中出现异常,则使用 sys.exc_info 得到的异常信息为参数调用__exit__(exc_type, exc_value, exc_traceback)
  5. 出现异常时,如果 __exit__(type, value, traceback)返回 False,则会重新抛出异常,让with 之外的语句逻辑来处理异常,这也是通用做法;如果返回 True,则忽略异常,不再对异常进行处理

自定义上下文管理器

开发人员可以自定义支持上下文管理协议的类。自定义的上下文管理器要实现上下文管理协议所需要的 __enter__()__exit__()两个方法:

  • context_manager. __enter__():进入上下文管理器的运行时上下文,在语句体执行前调用。with 语句将该方法的返回值赋值给 as 子句中的 target,如果指定了 as 子句的话
  • context_manager.__exit__(exc_type, exc_value, exc_traceback) :退出与上下文管理器相关的运行时上下文,返回一个布尔值表示是否对发生的异常进行处理。参数表示引起退出操作的异常,如果退出时没有发生异常,则3个参数都为None。如果发生异常,返回
    True 表示不处理异常,否则会在退出该方法后重新抛出异常以由 with 语句之外的代码逻辑进行处理。如果该方法内部产生异常,则会取代由 statement-body 中语句产生的异常。要处理异常时,不要显示重新抛出异常,即不能重新抛出通过参数传递进来的异常,只需要将返回值设置为 False 就可以了。之后,上下文管理代码会检测是否 __exit__()失败来处理异常

下面通过一个简单的示例来演示如何构建自定义的上下文管理器。注意,上下文管理器必须同时提供 ___enter__()__exit__()方法的定义,缺少任何一个都会导致 AttributeError;with 语句会先检查是否提供了 __exit__() 方法,然后检查是否定义了 ___enter__()方法。

假设有一个资源 DummyResource,这种资源需要在访问前先分配,使用完后再释放掉;分配操作可以放到 __enter__()方法中,释放操作可以放到 __exit__() 方法中。简单起见,这里只通过打印语句来表明当前的操作,并没有实际的资源分配与释放。

class DummyResource:
    def __init__(self, tag):
        self.tag = tag
        print('Resource [%s]' % tag)
    def __enter__(self):
        print('[Enter %s]: Allocate resource.' % self.tag)
        return self   # 可以返回不同的对象
    def __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_tb):
        print('[Exit %s]: Free resource.' % self.tag)
        if exc_tb is None:
            print('[Exit %s]: Exited without exception.' % self.tag)
        else:
            print('[Exit %s]: Exited with exception raised.' % self.tag)
            return False   # 可以省略,缺省的None也是被看做是False

with DummyResource('Normal'):
    print('[with-body] Run without exceptions.')

DummyResource 中的 __enter__()返回的是自身的引用,这个引用可以赋值给 as 子句中的 target 变量;返回值的类型可以根据实际需要设置为不同的类型,不必是上下文管理器对象本身。

__exit__() 方法中对变量 exc_tb 进行检测,如果不为 None,表示发生了异常,返回 False 表示需要由外部代码逻辑对异常进行处理;注意到如果没有发生异常,缺省的返回值为 None,在布尔环境中也是被看做 False,但是由于没有异常发生, __exit__() 的三个参数都为 None,上下文管理代码可以检测这种情况,做正常处理。

下面在 with 语句中访问 DummyResource :

with DummyResource('Normal'):
    print('[with-body] Run without exceptions.')
 
with DummyResource('With-Exception'):
     print('[with-body] Run with exception.')
     raise Exception

第1个 with 语句的执行结果如下:

Resource [Normal]
[Enter Normal]: Allocate resource.
[with-body] Run without exceptions.
[Exit Normal]: Free resource.
[Exit Normal]: Exited without exception.

可以看到,正常执行时会先执行完语句体 with-body,然后执行 __exit__() 方法释放资源。

第2个 with 语句的执行结果如下:

Resource [With-Exception]
[Enter With-Exception]: Allocate resource.
[with-body] Run with exception.
[Exit With-Exception]: Free resource.
[Exit With-Exception]: Exited with exception raised.
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/cjw/Desktop/队列/s5.py", line 21, in <module>
    raise Exception
Exception

可以看到,在抛出异常之前, __exit__已经执行完

[python] with statement

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原文地址:https://www.cnblogs.com/cjwnb/p/11627417.html

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