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Python上下文管理器和with块详解

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[开发(python) 所属分类 开发(python) | 发布者 店小二04 | 时间 | 作者 红领巾 ] 0人收藏点击收藏

上下文管理器和with块,具体内容如下

上下文管理器对象存在的目的是管理 with 语句,就像迭代器的存在是为了管理 for 语句一样。

with 语句的目的是简化 try/finally 模式。这种模式用于保证一段代码运行完毕后执行某项操作,即便那段代码由于异常、 return 语句或 sys.exit() 调用而中止,也会执行指定的操作。 finally 子句中的代码通常用于释放重要的资源,或者还原临时变更的状态。

==上下文管理器协议包含enter和exit两个方法==。 with 语句开始运行时,会在上下文管理器对象上调用enter方法。 with 语句运行结束后,会在上下文管理器对象上调用exit方法,以此扮演 finally 子句的角色。

==执行 with 后面的表达式得到的结果是上下文管理器对象,把值绑定到目标变量上(as 子句)是在上下文管理器对象上调用enter方法的结果==。with 语句的 as 子句是可选的。对 open 函数来说,必须加上 as子句,以便获取文件的引用。不过,有些上下文管理器会返回 None,因为没什么有用的对象能提供给用户。

with open('mirror.py') as fp:
...

自定义的上下文类:

class A:
def __init__(self, name):
self.name = name
def __enter__(self):
print('enter')
return self.name
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
print('gone')
with A('xiaozhe') as dt:
print(dt)

contextlib模块

contextlib 模块中还有一些类和其他函数,使用范围更广。

closing:如果对象提供了 close() 方法,但没有实现enter/exit协议,那么可以使用这个函数构建上下文管理器。
suppress:构建临时忽略指定异常的上下文管理器。
@contextmanager:==这个装饰器把简单的生成器函数变成上下文管理器==,这样就不用创建类去实现管理器协议了。
ContextDecorator:这是个基类,用于定义基于类的上下文管理器。这种上下文管理器也能用于装饰函数,在受管理的上下文中运行整个函数
ExitStack:这个上下文管理器能进入多个上下文管理器。 with 块结束时, ExitStack 按照后进先出的顺序调用栈中各个上下文管理器的exit方法。

==使用最广泛的是 @contextmanager 装饰器,因此要格外留心。这个装饰器也有迷惑人的一面,因为它与迭代无关,却要使用 yield 语句==。

使用@contextmanager

@contextmanager 装饰器能减少创建上下文管理器的样板代码量,不用编写一个完整的类定义enter和exit方法,而只需实现有一个 yield 语句的生成器,生成想让enter方法返回的值。

在使用 @contextmanager 装饰的生成器中, yield 语句的作用是把函数的定义体分成两部分: ==yield 语句前面的所有代码在 with 块开始时(即解释器调用enter方法时)执行, yield 语句后面的代码在 with 块结束时(即调用exit方法时)执行==。

import contextlib
@contextlib.contextmanager
def test(name):
print('start')
yield name
print('end')
with test('zhexiao123') as dt:
print(dt)
print('doing something')

实现原理

contextlib.contextmanager 装饰器会把函数包装成实现enter和exit方法的类。类的名称是 _GeneratorContextManager。

这个类的enter方法有如下作用:
1. 调用生成器函数,保存生成器对象(这里把它称为 gen)。
2. 调用 next(gen),执行到 yield 关键字所在的位置。
3. 返回 next(gen) 产出的值,以便把产出的值绑定到 with/as 语句中的目标变量上。
with 块终止时,exit方法会做以下几件事:
1. 检查有没有把异常传给 exc_type;如果有,调用 gen.throw(exception),在生成器函数定义体中包含 yield 关键字的那一行抛出异常。
2. 否则,调用 next(gen),继续执行生成器函数定义体中 yield 语句之后的代码。

异常处理

为了告诉解释器异常已经处理了,exit方法会返回 True,此时解释器会压制异常。如果exit方法没有显式返回一个值,那么解释器得到的是 None,然后向上冒泡异常。

使用 @contextmanager 装饰器时,默认的行为是相反的:装饰器提供的exit方法假定发给生成器的所有异常都得到处理了,因此应该压制异常。 如果不想让 @contextmanager 压制异常,必须在被装饰的函数中显式重新抛出异常。

上面的代码有个bug:如果在 with 块中抛出了异常, python 解释器会将其捕获,然后在 test 函数的 yield 表达式里再次抛出。但是,那里没有处理错误的代码,因此 test 函数会中止。

使用 @contextmanager 装饰器时,要把 yield 语句放在 try/finally 语句中,因为我们永远不知道上下文管理器的用户会在 with 块中做什么。

import contextlib
@contextlib.contextmanager
def test(name):
print('start')
try:
yield name
except:
raise ValueError('error')
finally:
print('end')
with test('zhexiao123') as dt:
print(dt)
print('doing something')

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。

本文开发(python)相关术语:python基础教程 python多线程 web开发工程师 软件开发工程师 软件开发流程

主题: Python变量包装供给
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