理解Python中的With語句

With語句是什嗎？

有一些任務，可能事先需要設定，事後做清理工作。對於這種情境，Python的with語句提供了一種非常方便的處理方式。一個很好的例子是檔案處理，你需要擷取一個檔案控制代碼，從檔案中讀取資料，然後關閉檔案控制代碼。

如果不用with語句，代碼如下：

代碼如下:

file = open("/tmp/foo.txt")
data = file.read()
file.close()

這裡有兩個問題。一是可能忘記關閉檔案控制代碼；二是檔案讀取資料發生異常，沒有進行任何處理。下面是處理異常的加強版本：

代碼如下:

file = open("/tmp/foo.txt")
try:
data = file.read()
finally:
file.close()

雖然這段代碼運行良好，但是太冗長了。這時候就是with一展身手的時候了。除了有更優雅的文法，with還可以很好的處理上下文環境產生的異常。下面是with版本的代碼：

代碼如下:

with open("/tmp /foo.txt") as file:
data = file.read()

with如何工作？

這看起來充滿魔法，但不僅僅是魔法，Python對with的處理還很聰明。基本思想是with所求值的對象必須有一個__enter__()方法，一個__exit__()方法。

緊跟with後面的語句被求值後，返回對象的__enter__()方法被調用，這個方法的傳回值將被賦值給as後面的變數。當with後面的代碼塊全部被執行完之後，將調用前面返回對象的__exit__()方法。

下面例子可以具體說明with如何工作：

代碼如下:

#!/usr/bin/env python
# with_example01.py

class Sample:
def __enter__(self):
print "In __enter__()"
return "Foo"

def __exit__(self, type, value, trace):
print "In __exit__()"

def get_sample():
return Sample()

with get_sample() as sample:
print "sample:", sample

行代碼，輸出如下

代碼如下:

bash-3.2$ ./with_example01.py
In __enter__()
sample: Foo
In __exit__()

正如你看到的，

__enter__()方法被執行

__enter__()方法返回的值 - 這個例子中是"Foo"，賦值給變數'sample'
執行代碼塊，列印變數"sample"的值為 "Foo"

__exit__()方法被調用

with真正強大之處是它可以處理異常。可能你已經注意到Sample類的__exit__方法有三個參數- val, type 和 trace。 這些參數在異常處理中相當有用。我們來改一下代碼，看看具體如何工作的。

代碼如下:

#!/usr/bin/env python
# with_example02.py

class Sample:
def __enter__(self):
return self

def __exit__(self, type, value, trace):
print "type:", type
print "value:", value
print "trace:", trace

def do_something(self):
bar = 1/0
return bar + 10

with Sample() as sample:
sample.do_something()

這個例子中，with後面的get_sample()變成了Sample()。這沒有任何關係，只要緊跟with後面的語句所返回的對象有 __enter__()和__exit__()方法即可。此例中，Sample()的__enter__()方法返回新建立的Sample對象，並賦值給變數sample。

代碼執行後：

代碼如下:

bash-3.2$ ./with_example02.py
type:
value: integer division or modulo by zero
trace:
Traceback (most recent call last):
File "./with_example02.py", line 19, in
sample.do_somet hing()
File "./with_example02.py", line 15, in do_something
bar = 1/0
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

實際上，在with後面的代碼塊拋出任何異常時，__exit__()方法被執行。正如例子所示，異常拋出時，與之關聯的type，value和stack trace傳給__exit__()方法，因此拋出的ZeroDivisionError異常被列印出來了。開發庫時，清理資源，關閉檔案等等操作，都可以放在__exit__方法當中。

因此，Python的with語句是提供一個有效機制，讓代碼更簡練，同時在異常產生時，清理工作更簡單。

範例程式碼可以在Github上面找到。

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