第34讲：丰富的else语句及简洁的with语句

一  else语句搭配不同的语句使用

1、跟if语句搭配：组成要么怎样，要么不怎样

• 特点：根据判断条件决定是否执行else语句的内容
• 举例：

  def if_else():
      if 1 > 2:
          print('这是错误的')
      else:
          print('这才是正确的')

2、跟while和for语句搭配，else只在循环完成后执行：组成干完了能怎样，干不完就别想怎样

• 特点：
  • 如果循环内容全部执行完，则一定会执行else语句的内容
  • 如果循环内容执行过程中，用break语句跳出了循环，则一定不会执行else语句的内容
• 举例：

  def showMaxFactor(num):
      count = num // 2
      while count > 1:
          if num % count == 0:
              print('%d最大的约数是%d'%(num,count))
              break
          count -= 1
      else:
          print('%d是素数@！'%num)
  num = int(input('请输入一个整数：'))
  showMaxFactor(num)

3、跟异常处理语句：组成没有问题，那就干吧

• 特点：没有异常的时候，才会执行else语句的内容
• 举例：
  • 下面的代码有异常，所以会执行出错啦的语句

  • try:
        int('abc')
    except ValueError as reason:
        print('出错啦：'+ str(reason))
    else:
        print('没有任何异常！')

  • 下面的代码没有异常，会执行没有任何异常的语句

  • try:
        int('123')
    except ValueError as reason:
        print('出错啦：'+ str(reason))
    else:
        print('没有任何异常！')

参考内容：https://www.cnblogs.com/qinguodong/p/10893010.html

二 with语句

1 适用场景：

• with 语句是从 Python 2.5 开始引入的一种与异常处理相关的功能。
• with语句的目的在于从流程图中把 try,except 和finally 关键字和资源分配释放相关代码统统去掉，简化try….except….finlally的处理流程。
• with 语句适用于对资源进行访问的场合，确保不管使用过程中是否发生异常都会执行必要的”清理”操作，释放资源，比如文件使用后自动关闭、线程中锁的自动获取和释放等。

2 上下文管理器

• 上下文管理协议（Context Management Protocol） ：包含方法 enter() 和 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() 和 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() 和 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() 在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。

3 基本语法和工作原理

• 语法格式

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

  • 这里 contextexpression 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。
• 使用with语句操作文件对象
  • 特点：
    • 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
    • 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。
  • 举例：
    • with语句实现

    • try:
          with open('data.txt','w') as f:
              for each_line in f:
                  print(each_line)     
      except OSError as reason:
          print("出错啦"+str(reason))
          

    • else语句实现

    • try:
          f=open('data.txt','w')
          for each_line in f:
              print(each_line)
      except OSError as reason:
          print("出错啦"+str(reason))
      else:
          f.close()

• with语句执行过程
  • 举例：

  • 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

  • 执行过程：
    • 执行 context_expression，生成上下文管理器 context_manager
    • 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)
    • 执行语句体 with-body
    • 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.excinfo 得到的异常信息为参数调用 _exit(exc_type, exc_value, exc_traceback)
    • 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

参考内容：https://developer.ibm.com/zh/articles/os-cn-pythonwith/

三 课后习题

测试题

0. 在 Python 中，else 语句能跟哪些语句进行搭配？
答：在 Python 中，else 语句不仅能跟 if 语句搭，构成“要么怎样，要么不怎样”的语境；Ta 还能跟循环语句（for 语句或者 while 语句），构成“干完了能怎样，干不完就别想怎样”的语境；其实 else 语句还能够跟我们刚刚讲的异常处理进行搭配，构成“没有问题，那就干吧”的语境。

1. 请问以下例子中，循环中的 break 语句会跳过 else 语句吗？

def showMaxFactor(num):
    count = num // 2
    while count > 1:
        if num % count == 0:
            print('%d最大的约数是%d' % (num, count))
            break
        count -= 1
    else:
        print('%d是素数！' % num)
num = int(input('请输入一个数：'))
showMaxFactor(num)

答：会，因为如果将 else 语句与循环语句（while 和 for 语句）进行搭配，那么只有在循环正常执行完成后才会执行 else 语句块的内容。

2. 请目测以下代码会打印什么内容？

try:
        print('ABC')
except:
        print('DEF')
else:
        print('GHI')
finally:
        print('JKL')

答：只有 except 语句中的内容不被打印，因为 try 语句块中并没有异常，则 else 语句块也会被执行。

ABC
GHI
JKL

3. 使用什么语句可以使你不比再担心文件打开后却忘了关闭的尴尬？
答：使用 with 语句。

try:
    with open('data.txt', 'w') as f:
        for each_line in f:
            print(each_line)
except OSError as reason:
    print('出错啦：' + str(reason))

 

4. 使用 with 语句固然方便，但如果出现异常的话，文件还会自动正常关闭吗？
答：with 语句会自动处理文件的打开和关闭，如果中途出现异常，会执行清理代码，然后确保文件自动关闭。

5. 你可以换一种形式写出下边的伪代码吗？

with A() as a:
    with B() as b:
        suite

答：with 语句处理多个项目的时候，可以用逗号隔开写成一条语句)

with A() as a, B() as b:
    suite

动动手部分：

0. 使用 with 语句改写以下代码，让 Python 去关心文件的打开与关闭吧。

def file_compare(file1, file2):
    f1 = open(file1)
    f2 = open(file2)
    count = 0 # 统计行数
    differ = [] # 统计不一样的数量

    for line1 in f1:
        line2 = f2.readline()
        count += 1
        if line1 != line2:
            differ.append(count)

    f1.close()
    f2.close()
    return differ

file1 = input('请输入需要比较的头一个文件名：')
file2 = input('请输入需要比较的另一个文件名：')

differ = file_compare(file1, file2)

if len(differ) == 0:
    print('两个文件完全一样！')
else:
    print('两个文件共有【%d】处不同：' % len(differ))
    for each in differ:
        print('第 %d 行不一样' % each)

with改写后的代码：

def file_compare(file1,file2):
    count = 0  # 统计行数
    differ = [] # 统计不一样的数量
    
    with open(file1) as f1,open(file2) as f2:
        for line1 in f1:
            line2 = f2.readline()
            count += 1
            if line1 != line2:
                differ.append(count)
    
    return differ

file1 = input("请输入需要比较的头一个文件名：")
file2 = input("请输入需要比较的另一个文件名：")

differ = file_compare(file1,file2)

if len(differ) == 0:
    print("两个文件完全一样！")
else:
    print(f"两个文件共有{len(differ)}处不同：")
    for each in differ:
        print(f"第{each}行不一样")

1. 你可以利用异常的原理，修改下面的代码使得更高效率的实现吗？

print('|--- 欢迎进入通讯录程序 ---|')
print('|--- 1：查询联系人资料  ---|')
print('|--- 2：插入新的联系人  ---|')
print('|--- 3：删除已有联系人  ---|')
print('|--- 4：退出通讯录程序  ---|')

contacts = dict()

while 1:
    instr = int(input('
请输入相关的指令代码：'))
    
    if instr == 1:
        name = input('请输入联系人姓名：')
        if name in contacts:
            print(name + ' : ' + contacts[name])
        else:
            print('您输入的姓名不再通讯录中！')

    if instr == 2:
        name = input('请输入联系人姓名：')
        if name in contacts:
            print('您输入的姓名在通讯录中已存在 -->> ', end='')
            print(name + ' : ' + contacts[name])
            if input('是否修改用户资料（YES/NO）：') == 'YES':
                contacts[name] = input('请输入用户联系电话：')
        else:
            contacts[name] = input('请输入用户联系电话：')

    if instr == 3:
        name = input('请输入联系人姓名：')
        if name in contacts:
            del(contacts[name])         # 也可以使用dict.pop()
        else:
            print('您输入的联系人不存在。')
            
    if instr == 4:
        break

print('|--- 感谢使用通讯录程序 ---|')

答：使用条件语句的代码非常直观明了，但是效率不高。因为程序会两次访问字典的键，一次判断是否存在（例如 if name in contacts），一次获得值（例如 print(name + ' : ' + contacts[name])）。

如果利用异常解决方案，我们可以简单避开每次需要使用 in 判断是否键存在字典中的操作。因为只要当键不存在字典中时，会触发 KeyError 异常，利用此特性我们可以修改代码：

print('|--- 欢迎进入通讯录程序 ---|')
print('|--- 1：查询联系人资料  ---|')
print('|--- 2：插入新的联系人  ---|')
print('|--- 3：删除已有联系人  ---|')
print('|--- 4：退出通讯录程序  ---|')

contacts = dict()

while 1:
    instr = int(input('
请输入相关的指令代码：'))
    
    if instr == 1:
        name = input('请输入联系人姓名：')
        try:
            print(name + ':' + contacts[name])
        except KeyError:
            print('您输入的姓名不在通讯录中！')
    
    if instr == 2:
        name = input('请输入联系人姓名：')
        try:
            contacts[name]
            print('您输入的姓名在通讯录中已经存在 -->> ',end='')
            print(name + ':' + contacts[name])
            if input('是否修改用户资料(YES/NO):') == 'YES':
                contacts[name] = input('请输入用户联系电话：')
        except:
            contacts[name] = input('请输入用户联系电话：')
    
    if instr == 3:
        name = input('请输入联系人姓名：')
        try:
            del(contacts[name])   # 也可以使用dict.pop()
        except:
            print('您输入的联系人不存在。')
    
    if instr == 4:
        break

print('|--- 感谢使用通讯录程序 ---|')