详解Python中的with语句和上下文管理器

 更新时间:2022年10月18日 12:52:56   作者:Amo Xiang  
上下文管理器可以使用 with 语句,with 语句之所以这么强大,背后是由上下文管理器做支撑的,也就是说刚才使用 open 函数创建的文件对象就是就是一个上下文管理器对象,这篇文章主要介绍了详解Python中的with语句和上下文管理器,需要的朋友可以参考下

如果你有阅读源码的习惯,可能会看到一些优秀的代码经常出现带有 with 关键字的语句,它通常用在什么场景呢?对于系统资源如文件、数据库连接、socket 而言,应用程序打开这些资源并执行完业务逻辑之后,必须做的一件事就是要关闭(断开)该资源。

比如 Python 程序打开一个文件,往文件中写内容,写完之后,就要关闭该文件,否则会出现什么情况呢?极端情况下会出现 Too many open files 的错误,因为系统允许你打开的最大文件数量是有限的。同样,对于数据库,如果连接数过多而没有及时关闭的话,就可能会出现 Can not connect to MySQL server Too many connections,因为数据库连接是一种非常昂贵的资源,不可能无限制的被创建。

一、with语句的使用

向文件中写入数据的示例代码(基础):

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time    : 2022-10-18 10:25
# @Author  : AmoXiang
# @File    : demo1.py
# @Software: PyCharm
# @Blog    : https://blog.csdn.net/xw1680

# 1、以写的方式打开文件
f = open("1.txt", "w", encoding="utf8")
# 2、写入文件内容
f.write("hello world")
# 3、关闭文件
f.close()

代码说明如下:文件使用完后必须关闭,因为文件对象会占用操作系统的资源,并且操作系统同一时间能打开的文件数量也是有限的。这种写法可能出现一定的安全隐患,错误代码如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time    : 2022-10-18 10:25
# @Author  : AmoXiang
# @File    : demo1.py
# @Software: PyCharm
# @Blog    : https://blog.csdn.net/xw1680

# 1、以写的方式打开文件
f = open("1.txt", "r", encoding="utf8")
# 2、写入文件内容
f.write("hello world")
# 3、关闭文件
f.close()

运行结果如下图所示:

在这里插入图片描述

代码说明:由于文件读写时都有可能产生 IOError,一旦出错,后面的 f.close() 就不会调用。为了保证无论是否出错都能正确地关闭文件,我们可以使用 try ... finally 来解决。安全写法, 代码如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time    : 2022-10-18 10:32
# @Author  : AmoXiang
# @File    : demo2.py
# @Software: PyCharm
# @Blog    : https://blog.csdn.net/xw1680


try:
    # 1、以读的方式打开文件
    f = open("1.txt", "r")
    # 2、读取文件内容
    f.write("xxxxx")

except IOError as e:
    print("文件操作出错", e)

finally:
    # 3、关闭文件
    f.close()

运行结果:

文件操作出错 not writable

这种方法虽然代码运行良好,但是缺点就是代码过于冗长,并且需要添加 try-except-finally 语句,不是很方便,也容易忘记。在这种情况下,Python 提供了 with 语句的这种写法,既简单又安全,并且 with 语句执行完成以后自动调用关闭文件操作,即使出现异常也会自动调用关闭文件操作。with 语句的示例代码:

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time    : 2022-10-18 10:34
# @Author  : AmoXiang
# @File    : demo3.py
# @Software: PyCharm
# @Blog    : https://blog.csdn.net/xw1680

# 1、以写的方式打开文件
with open("1.txt", "w") as f:
    # 2、读取文件内容
    f.write("hello world")
    f.read()  # 即使报错,文件资源也会关闭掉

二、上下文管理器

一个类只要实现了 __enter__()__exit__() 这个两个方法,通过该类创建的对象我们就称之为上下文管理器对象。上下文管理器可以使用 with 语句,with 语句之所以这么强大,背后是由上下文管理器做支撑的,也就是说刚才使用 open 函数创建的文件对象就是就是一个上下文管理器对象。自定义上下文管理器类,模拟文件操作。定义一个 File 类,实现 __enter__()__exit__() 方法,然后使用 with 语句来完成操作文件, 示例代码:

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time    : 2022-10-18 10:38
# @Author  : AmoXiang
# @File    : demo4.py
# @Software: PyCharm
# @Blog    : https://blog.csdn.net/xw1680

class File(object):
    # 初始化方法
    def __init__(self, file_name, mode):
        # 定义变量保存文件名和打开模式
        self.file_name = file_name
        self.mode = mode

    # 上文方法
    def __enter__(self):
        print("进入上文方法")
        # 返回文件资源
        self.f = open(self.file_name, self.mode)
        return self.f

    # 下文方法
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        """
        with 语句中,即使发生异常信息,也会进入 __exit__ 中
        :param exc_type: 发生异常时,异常的类型
        :param exc_val: 发生异常时,异常的信息
        :param exc_tb: 异常对象,堆栈信息
        :return:如果返回False(代码没有书写返回值默认None,表示为False) 代表
        异常发生以后,异常会继续向外传递。如果返回True,代表异常不再向外传递
        """
        if exc_type:
            print("发生了异常......")
            return True
        print("进入下文方法")
        self.f.close()


if __name__ == '__main__':
    with File("1.txt", "r") as file:
        content = file.read()
        print(content)

运行结果:

在这里插入图片描述

代码说明:

  • __enter__ 表示上文方法,需要返回一个操作文件对象
  • __exit__ 表示下文方法,with 语句执行完成会自动执行,即使出现异常也会执行该方法。

上下文管理器的另外一种实现方式: 假如想要让一个函数成为上下文管理器,Python 还提供了一个 @contextmanager 的装饰器,更进一步简化了上下文管理器的实现方式。通过 yield 将函数分割成两部分,yield 上面的语句在 __enter__ 方法中执行,yield 下面的语句在 __exit__ 方法中执行,紧跟在 yield 后面的参数是函数的返回值。示例代码:

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time    : 2022-10-18 10:54
# @Author  : AmoXiang
# @File    : demo5.py
# @Software: PyCharm
# @Blog    : https://blog.csdn.net/xw1680

# 导入装饰器
from contextlib import contextmanager


# 装饰器装饰函数,让其称为一个上下文管理器对象
@contextmanager
def my_open(path, mode):
    try:
        # 打开文件
        file = open(path, mode)
        # yield之前的代码好比是上文方法
        yield file
    except Exception as e:
        print(e)
    finally:
        print("over")
        # yield下面的代码好比是下文方法
        file.close()


# 使用with语句
with my_open('out.txt', 'w') as f:
    f.write("hello , the simplest context manager")

三、小结

Python 提供了 with 语句 用于简化资源释放的操作,使用 with 语句 操作建立在上下文管理器(实现 __enter____exit__ ) 的基础上。Python 还提供了一个 @contextmanager 装饰器,更进一步简化上下管理器的实现,让一个函数可以成为上下文管理器,结合 with 语句 来使用。

到此这篇关于详解Python中的with语句和上下文管理器的文章就介绍到这了,更多相关Python with语句和上下文管理器内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • pandas 如何保存数据到excel,csv

    pandas 如何保存数据到excel,csv

    这篇文章主要介绍了pandas 如何保存数据到excel,csv的实现方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2022-07-07
  • 使用python+requests+pytest实现接口自动化

    使用python+requests+pytest实现接口自动化

    这篇文章主要介绍了使用python+requests+pytest实现接口自动化,在当前互联网产品迭代频繁的背景下,回归测试的时间越来越少,但接口自动化测试因其实现简单、维护成本低,容易提高覆盖率等特点,越来越受重视,需要的朋友可以参考下
    2023-08-08
  • python-web根据元素属性进行定位的方法

    python-web根据元素属性进行定位的方法

    这篇文章主要介绍了python-web根据元素属性进行定位的方法,本文给大家介绍的非常详细,具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2019-12-12
  • python操作ini类型配置文件的实例教程

    python操作ini类型配置文件的实例教程

    这篇文章主要给大家介绍了关于python操作ini类型配置文件的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2020-10-10
  • Python 的七个HTTP请求库对比小结

    Python 的七个HTTP请求库对比小结

    本文主要介绍了Python 的七个HTTP请求库对比小结,文中通过图表,示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2024-06-06
  • python字符串Intern机制详解

    python字符串Intern机制详解

    这篇文章主要介绍了python字符串Intern机制详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2019-07-07
  • python3通过gevent.pool限制协程并发数量的实现方法

    python3通过gevent.pool限制协程并发数量的实现方法

    这篇文章主要介绍了python3通过gevent.pool限制协程并发数量的实现方法,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2021-09-09
  • Python pyecharts实现绘制中国地图的实例详解

    Python pyecharts实现绘制中国地图的实例详解

    pyecharts是一个用于生成 Echarts 图表的类库。Echarts 是百度开源的一个数据可视化 JS 库。用 Echarts 生成的图可视化效果非常棒。本文将通过pyecharts绘制中国地图,需要的可以学习一下
    2022-01-01
  • python3+dlib实现人脸识别和情绪分析

    python3+dlib实现人脸识别和情绪分析

    本文通过具体代码不步骤给大家详细讲述了python3+dlib实现人脸识别以及情绪分析的方法,有需要的朋友参考下。
    2018-04-04
  • Python导入模块时遇到的错误分析

    Python导入模块时遇到的错误分析

    这篇文章主要给大家详细解释了在Python处理导入模块的时候出现错误以及具体的情况分析,非常的详尽,有需要的小伙伴可以参考下
    2017-08-08

最新评论