總覽
在Python中，您需要通過(guò)打開(kāi)文件來(lái)訪問(wèn)文件。您可以使用 open()函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。Open 返回一個(gè)文件對(duì)象，該文件對(duì)象具有用于獲取有關(guān)已打開(kāi)文件的信息和對(duì)其進(jìn)行操作的方法和屬性。
with 語(yǔ)句
使用 “with” 語(yǔ)句，使代碼簡(jiǎn)潔，處理異常也更優(yōu)雅。
“with語(yǔ)句通過(guò)封裝常用的準(zhǔn)備工作和清除任務(wù)來(lái)簡(jiǎn)化異常處理。”
此外，它將自動(dòng)關(guān)閉文件。with 語(yǔ)句提供了一種確保始終使用清理的方法。
如果沒(méi)有 with 語(yǔ)句，我們將編寫(xiě)如下內(nèi)容：
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file = open("welcome.txt")data = file.read()print(data)file.close() # 文件用完一定要關(guān)閉 |
with 語(yǔ)句用法
'with' 語(yǔ)句是一個(gè)新的控制流結(jié)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)為：
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with expression [as variable]: with-block |
使用 with 打開(kāi)文件非常簡(jiǎn)單：使用open(filename) as file:
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with open("welcome.txt") as file: # file 做為對(duì)文件對(duì)象的引用 data = file.read() # 使用 data 做點(diǎn)啥 |
在寫(xiě)入模式下打開(kāi)output.txt
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with open('output.txt', 'w') as file: # 輸出到file file.write('Hi there!') |
注意，我們不必編寫(xiě) file.close()。會(huì)被自動(dòng)調(diào)用。
原理
' with '語(yǔ)句簡(jiǎn)化了以前使用try...finally塊來(lái)確保執(zhí)行清除代碼的代碼。在本節(jié)中，我將討論通常使用的語(yǔ)句。在下一節(jié)中，我將檢查實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，并說(shuō)明如何編寫(xiě)用于此語(yǔ)句的對(duì)象。
with 后面的表達(dá)式需支持上下文管理協(xié)議 (即，__enter__() 和__exit__() 方法)。
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with expression [as variable]: with-block |
在執(zhí)行 with-block 之前調(diào)用對(duì)象的__enter __() 方法，因此可以運(yùn)行setup設(shè)置代碼?？梢阅苓^(guò) as 把表達(dá)式結(jié)果綁定到變量 variable（注意這里不是賦值到變量 variable）。
with 塊的執(zhí)行完成后，即使該塊引發(fā)了異常，該對(duì)象的 __exit__() 方法也會(huì)被調(diào)用，因此可以運(yùn)行清理代碼。
要在Python 2.5中啟用該語(yǔ)句，您需要在模塊中添加以下指令：
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from __future__ import with_statement |
該語(yǔ)句將始終在 Python 2.6 中啟用。
現(xiàn)在，一些標(biāo)準(zhǔn)的 Python 對(duì)象支持上下文管理協(xié)議，并且可以與 'with' 語(yǔ)句一起使用。文件對(duì)象即是其中之一：
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with open('/etc/passwd', 'r') as f: for line in f: print line ... 更多 ... |
執(zhí)行此語(yǔ)句后，即使for循環(huán)在代碼塊中途出現(xiàn)異常，f中的文件對(duì)象也將自動(dòng)關(guān)閉。
注意： 在這種情況下，f 是 open() 創(chuàng)建的同一對(duì)象 ，因?yàn)?file.__enter__()返回 self。
threading 模塊的鎖和條件變量也支持 'with' 語(yǔ)句：
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lock = threading.Lock()with lock: # 代碼臨界區(qū) ... |
該鎖在執(zhí)行 with 塊之前獲取，并在該塊完成后始終釋放。
decimal模塊中 的新 localcontext() 函數(shù)使保存和還原當(dāng)前decimal上下文變得容易，它封裝了計(jì)算所需的精度和舍入特征：
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from decimal import Decimal, Context, localcontext# 顯示默認(rèn)精度： 28 位數(shù)字v = Decimal('578')print v.sqrt()with localcontext(Context(prec=16)): # 本代碼塊中使用16位精度. # 原始上下文將在退出塊后恢復(fù). print(v.sqrt()) |
編寫(xiě)上下文管理器
在幕后，with 語(yǔ)句相當(dāng)復(fù)雜。大多數(shù)人只會(huì)在與現(xiàn)有對(duì)象一起使用 'with'，并且不需要知道這些詳細(xì)信息，如果您想讓自己寫(xiě)的類(lèi)也支持 with語(yǔ)句，那就需要了解上下文管理器了。
上下文管理協(xié)議的高級(jí)解釋是：
- 該表達(dá)式將被求值并應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)稱(chēng)為``context manager''的對(duì)象。上下文管理器必須包含 __enter__() 和 __exit__() 方法。
- 上下文管理器的 __enter__() 方法被調(diào)用。返回的值分配給 var 。如果不存在as var子句，則僅丟棄該值。
- with 塊中的代碼被執(zhí)行。
- 如果 with 塊引發(fā)異常， 則使用異常詳細(xì)信息調(diào)用__exit__(type,value,traceback)，該異常詳細(xì)信息由sys.exc_info() 返回 。該方法的返回值控制是否重新引發(fā)異常：任何 False 值都會(huì)重新引發(fā)異常，True會(huì)抑制異常。通常很少需要抑制異常，因?yàn)槿绻@樣做，包含 'with' 語(yǔ)句的代碼的作者將永遠(yuǎn)不會(huì)意識(shí)到任何錯(cuò)誤。
- 如果 with 塊沒(méi)有引發(fā)異常，則仍然會(huì)調(diào)用__exit__()方法，此時(shí)參數(shù)type，value和traceback都是 None。
讓我們考慮一個(gè)例子。我不會(huì)提供詳細(xì)的代碼，而只會(huì)概述支持事務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)所必需的方法。
（對(duì)于不熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)術(shù)語(yǔ)的人：將對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的一組更改分組為一個(gè)事務(wù)。可以提交事務(wù)，這意味著將所有更改都寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以回滾，這意味著將所有更改都丟棄并刪除。數(shù)據(jù)庫(kù)未更改。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)任何數(shù)據(jù)庫(kù)教科書(shū)。）
假設(shè)有一個(gè)代表數(shù)據(jù)庫(kù)連接的對(duì)象。我們的目標(biāo)是讓用戶編寫(xiě)如下代碼：
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db_connection = DatabaseConnection()with db_connection as cursor: cursor.execute('insert into ...') cursor.execute('delete from ...') # ... more operations ... |
如果塊中的代碼完美運(yùn)行，則應(yīng)該提交事務(wù)；如果有異常，則應(yīng)回滾事務(wù)。這是我假設(shè)的DatabaseConnection的基本接口：
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class DatabaseConnection: ... def __enter__ (self): # Code to start a new transaction cursor = self.cursor() return cursor |
該__enter __（）方法是很簡(jiǎn)單的，只有到啟動(dòng)新的事務(wù)。對(duì)于此應(yīng)用程序，結(jié)果光標(biāo)對(duì)象將是有用的結(jié)果，因此該方法將返回它。然后，用戶可以添加as cursor到其 with 語(yǔ)句中，以將游標(biāo)綁定到變量名。
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class DatabaseConnection: # Database interface def cursor (self): "Returns a cursor object and starts a new transaction" def commit (self): "Commits current transaction" def rollback (self): "Rolls back current transaction" |
該__exit __（）方法有點(diǎn)復(fù)雜，該方法必須檢查是否發(fā)生異常。如果沒(méi)有異常，則提交事務(wù)。如果存在異常，則事務(wù)將回滾。
在下面的代碼中，執(zhí)行會(huì)從函數(shù)的末尾開(kāi)始，并返回默認(rèn)值None。 None為假，因此將自動(dòng)重新引發(fā)異常。如果需要，可以更加明確，并 在標(biāo)記的位置添加return語(yǔ)句。
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class DatabaseConnection: ... def __exit__ (self, type, value, tb): if tb is None: # No exception, so commit self.commit() else: # Exception occurred, so rollback. self.rollback() # return False |
contextlib 模塊
contextlib 模塊提供了一些功能和裝飾器，這些功能和裝飾器對(duì)于編寫(xiě)與 'with' 語(yǔ)句一起使用的對(duì)象很有用。
裝飾器稱(chēng)為 contextmanager，它使您可以編寫(xiě)一個(gè)生成器函數(shù)，而不用定義一個(gè)新類(lèi)。生成器應(yīng)恰好產(chǎn)生一個(gè)值。直到y(tǒng)ield的代碼 將作為_(kāi)_enter __（）方法執(zhí)行，并且yield的值將是該方法的返回值，該返回值將綁定到' with '語(yǔ)句的as子句中的變量（如果有）。屈服后的代碼將在 __exit __（）方法中執(zhí)行。塊中引發(fā)的任何異常都將由yield語(yǔ)句引發(fā)。
上一節(jié)中的數(shù)據(jù)庫(kù)示例可以使用以下裝飾器編寫(xiě)為：
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from contextlib import contextmanager@contextmanagerdef db_transaction (connection): cursor = connection.cursor() try: yield cursor except: connection.rollback() raise else: connection.commit()db = DatabaseConnection()with db_transaction(db) as cursor: |
該contextlib模塊還具有嵌套（MGR1， MGR2，...）功能結(jié)合了一些上下文管理器，所以你不需要寫(xiě)嵌套“不與 ”語(yǔ)句。在此示例中，單個(gè)' with '語(yǔ)句既啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)并獲取線程鎖：
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lock = threading.Lock()with nested (db_transaction(db), lock) as (cursor, locked): |
最后，Closeing（object）函數(shù)返回object，以便可以將其綁定到變量，并object.close()在塊的末尾調(diào)用。
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import urllib, sysfrom contextlib import closingwith closing(urllib.urlopen('http://bixuebihui.com')) as f: for line in f: sys.stdout.write(line) |
參考：
https://docs.python.org/2.5/whatsnew/pep-343.html
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原文鏈接：https://segmentfault.com/a/1190000023415387
