• with 上下文管理器


    首先,看一个简单的例子:

    # 创建一个文件写入字符串“Python”
    f = open('123.txt''w')
    f.write("python")
    f.close()


    # 使用with语句调用上下文实现文件写入操作
    with open('123.txt''w') as f:
        f.write('python')

    可以看到,使用上下文管理器,可以让代码更加优雅简洁。当然,上下文的管理器的作用不止于此,它内部的实现机制,能很好的处理代码异常,提升代码的复用性。

    什么是上下文管理器?

    这里先了解下上下文,上下文是 context 直译的叫法,在程序中用来表示代码执行过程中所处的前后环境,比如在文件操作时,文件需要打开关闭,而文件读写操作就处于文件操作的上下文环境中。

    上下文管理器,上下文管理器是指在一段代码执行之前,执行一些预处理的工作,代码执行之后再执行一些清理工作。

    上下文管理器中有__enter__()__exit__() 两个方法,__enter__()方法在执行 with 后面的语句时执行,一般用来处理操作前的内容,比如一些创建对象,初始化等;__exit__() 方法在 with 内的代码执行完毕后执行,一般用来处理一些善后收尾工作,比如文件的关闭,数据库的关闭等。

    简单来说,上下文管理器的原理过程如下:

    • 调用__enter__()方法,进行预处理操作
    • 执行用户操作
    • 调用 __exit__() 方法,完成清理操作

    上下文管理器的应用场景:

    资源管理功能,即文件处理、网络连接、数据库连接等操作时需要关闭资源。

    也可以在代码执行前后增加功能,类似于装饰器,比如代码之前做权限验证等。

    一个数据库连接的使用:

    import pymysql
    class DBConnection(object):
        def __init__(self,ip,user,passwd,db):
            self.ip = ip
            self.user = user
            self.passwd = passwd
            self.db = db

        def __enter__(self):
            self.conn = pymysql.connect(self.ip, user=self.user, passwd=self.passwd, db=self.db)
            self.cur = conn.cursor()
            return self.cur

        def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
            self.cur.close()
            self.conn.close()

    with DBConnection('192.168.121.xxx', user="xxx", passwd="123456", db="xxx") as cur:
        cur.execute("select * from studnet;")
        result = cur.fetchall()
        print(result)

    完成DBConnection这个类,每次连接数据库时,只要简单的调用with语句即可,不需要关心数据库的关闭、异常等。

    上下文管理器的使用

    #自定义一个上下文管理类
    class MyOpen():
        def __init__(self):
            print("初始化方法")
        def __enter__(self):
            print("执行enter方法")
        def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
            print("执行exit方法")
    print("===实例化对象====")
    t= MyOpen()
    print("===with语句====")
    with MyOpen() as f:
        print("执行代码")
    输出:
    ===实例化对象====
    初始化方法
    ===with语句====
    初始化方法
    执行enter方法
    执行代码
    执行exit方法

    在实例化对象时,并不会调用__enter__()方法,一般使用with语句,开启一个上下文环境,进入with语句块调用__enter__()方法,然后执行语句体,离开with语句块时,调用 __exit__() 方法。

    上下文管理器的异常处理

    根据上下文管理的原理,上下文管理是实现了__enter__()__exit__() 这两个方法,所以我们可以根据此原理来自定义自己的上下文管理器。

    下面是一个自定义上下文管理类,with抛出异常。

    class MyOpen(object):
        """自定义上下文管理类"""

        def __init__(self, file, mode):
            self._file = file
            self._mode = mode

        def __enter__(self):
            self._handle = open(self._file, self._mode)
            return self._handle

        def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
            print('Type: ', exc_type)
            print('Value:', exc_val)
            print('TreacBack:', exc_tb)
            self._handle.close()
    # 读的模式打开文件,进行写操作,不支持
    with MyOpen('123.txt''r') as f:
        f.write('python')

    当with中执行的语句发生异常时,异常信息会被发送到 __exit__()方法的参数中, __exit__() 方法有如下三个参数:

    exc_type : 异常类型

    exc_val : 异常值

    exc_tb : 异常回溯追踪

    这三个参数都与异常有关,with语句会把异常的exc_type ,exc_val 和exc_tb传递给 __exit__() 方法,它让__exit__() 方法来处理异常 ,如果__exit__()返回的是True,那么这个异常就被忽略,并按照我们定义的方式进行抛出。如果__exit__()返回的是True以外的任何东西,那么这个异常将被with语句抛出。

    异常被处理:

    class MyOpen(object):
        """自定义上下文管理类"""

        def __init__(self, file, mode):
            self._file = file
            self._mode = mode

        def __enter__(self):
            self._handle = open(self._file, self._mode)
            return self._handle

        def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
            # print('Type: ', exc_type)
            # print('Value:', exc_val)
            # print('TreacBack:', exc_tb)
            self._handle.close()
            print("异常已被处理")
            return True

    # 读的模式打开文件,进行写操作,不支持
    with MyOpen('123.txt''r') as f:
        f.write('python')
        
    输出:
    异常已被处理

    所以,with 语法不仅可以简化资源操作的后续清除操作,还可以代替 try/finally 进行异常处理。

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