Python之with语句
文章目录
- Python中的`with`语句详解
- 一、基本语法
- 二、工作原理
- 三、文件操作中的`with`语句
- 1. 基本用法
- 2. 同时打开多个文件
- 四、`with`语句的优势
- 五、自定义上下文管理器
- 1. 基于类的实现
- 2. 使用`contextlib`模块
- 六、常见应用场景
- 七、注意事项
Python中的with语句详解
with语句是Python中用于资源管理的关键语句，它简化了异常处理中资源分配和释放的操作，特别是对于文件操作、数据库连接、线程锁等需要明确释放资源的场景。
一、基本语法
with expression [as variable]:with-block
二、工作原理
with语句背后的工作机制依赖于上下文管理器协议，即实现了__enter__()和__exit__()方法的对象。
- 执行
expression，获取上下文管理器对象 - 调用上下文管理器的
__enter__()方法 - 如果有
as variable，则将__enter__()的返回值赋给variable - 执行
with-block中的代码 - 无论是否发生异常，都会调用上下文管理器的
__exit__()方法
三、文件操作中的with语句
1. 基本用法
with open('example.txt', 'r') as file:content = file.read()# 不需要手动调用file.close()
2. 同时打开多个文件
with open('input.txt', 'r') as infile, open('output.txt', 'w') as outfile:content = infile.read()outfile.write(content.upper())
四、with语句的优势
- 自动资源管理：确保文件等资源被正确关闭
- 异常安全：即使在
with块中发生异常，资源也会被正确释放 - 代码简洁：减少了
try-finally块的嵌套 - 可读性强：明确显示了资源的生命周期
五、自定义上下文管理器
1. 基于类的实现
class MyContextManager:def __enter__(self):print("进入上下文")return self # 可以返回其他对象def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):print("退出上下文")if exc_type: # 如果有异常发生print(f"异常类型: {exc_type}")print(f"异常值: {exc_val}")# 返回True表示异常已被处理，False或None会向上传播异常return Truewith MyContextManager() as cm:print("在上下文中")# 1/0 # 取消注释会触发异常
2. 使用contextlib模块
from contextlib import contextmanager@contextmanager
def my_context_manager():print("进入上下文")try:yield "资源对象" # yield前的代码相当于__enter__finally:print("退出上下文") # yield后的代码相当于__exit__with my_context_manager() as resource:print(f"正在使用 {resource}")
六、常见应用场景
- 文件操作：自动关闭文件
- 数据库连接：自动提交/回滚事务并关闭连接
- 线程锁：自动获取和释放锁
- 临时修改：临时修改系统参数后恢复
- 计时操作：自动记录代码块执行时间
# 计时器示例
import time
from contextlib import contextmanager@contextmanager
def timer():start = time.time()try:yieldfinally:end = time.time()print(f"耗时: {end - start:.2f}秒")with timer():# 需要计时的代码time.sleep(1)
七、注意事项
with语句中的变量只在with块内有效- 某些资源（如
sys.stdin）不支持with语句 - 当需要长期保持资源打开时，不应使用
with语句 __exit__方法应该正确处理异常或返回True来抑制异常
with语句是Python中编写干净、安全代码的重要工具，合理使用可以显著提高代码的健壮性和可维护性。