Python的with语句实例（探讨上下文管理器的魔法方法及装饰器用法）

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今天，我们通过一个简单的例子来探讨with和上下文管理器的原理和应用。

先来看一个简单的文件打开的例子：

f = open("123.txt", "w")

f.write("这是一个测试文件")

f.close()

程序执行后，目录下就生成了一个内容为“这是一个测试文件”，名为123.txt的文本文件。

前面的例子很简单，但是如果我们试图往文本文件中写入一个字典数据，结果会怎样呢？

运行程序，看下输出结果。

抛出异常后，程序有没有继续执行下面的f.close()呢？我们来看一下。

程序执行过程中，如果抛出异常，文件实例f没有被正确关闭。如果文件实例f占用内存很大呢？我们的系统就会不知不觉中变慢。这是个问题！

如何解决上面的问题呢？聪明的小伙伴肯定会想到这个方法：捕获异常并处理它们。我们来试试看。

其实，仔细想想，如果我们将之前生成的“123.txt”文件权限设置为只读，再运行上面这个程序，还是会抛出异常。

好吧，我们的程序还要改进。改成这样之后呢？

我们把程序改成了上面的样子，它可以捕获现有Python可知的异常。好吧，问题暂时解决了。

回归问题的本质，我们只是需要打开一个文件，然后往里面写入一些数据。为了这样的需求，我不仅要考虑程序中的异常问题，还要考虑文件流是否被正确关闭等等这些问题。

我们可以完美的解决异常和文件流的关闭问题。但是，我的本意是“打开和写入文件”。在解决异常和关闭文件流的过程中，我写了一堆与解决实质问题无关的代码，也耗费了一些本应节省的时间。

这与Python之禅相冲突。

有没有更好的方案解决呢？

with语句用于对资源进行访问的场合，比如，本例中的文件流。它还可以应用到数据库操作、网络传输等场合。它的应用可以确保不管程序运行过程中是否发生异常，都会对资源进行释放。with语句简化了我们的代码量。

我们来看下上面例子的with实现：

testDict = {"a": "b"}

with open("123.txt", "w") as f:

f.write(testDict)

可以实现清理f实例的功能。但是我们看到，在编译器中，当调用f时，它同样会打印结果。其实，f实例已经关闭了，这和编译器的清理机制有关。

我们再来对比一下不使用with的情况。如下图：

可以看到，不使用with语句，当出现异常时，f没有正确关闭，而使用with语句效果大不相同了。

讲到with语句，我们不得不提上下文管理器ContextManager。它是用来表示代码执行过程中所处的前后环境。我们前面也提到了魔法方法，上下文管理器中有__enter__ 和 __exit__两个方法，本质上来讲，可以使用with语句处理的地方，一般都是实现__enter__、__exit__两个魔法方法。

__enter__方法会在执行 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__方法会在 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。举个简单的例子：

这种方式很简单，你可以自定义一个使用with来处理的上下文管理器。

当然，还有一个更有意思的用法，那就是使用装饰器。这种方法进一步简化了上下文管理器的实现，它通过yield将函数分为两部分，yield之前的语句在__enter__()方法中执行，yield之后的语句在__exit__()执行。

怎么样？可以自定义了，然后代码又不是很多，但是可读性可能稍微差一点。

好了，今天的内容就到这里了，我们从一个例子开始，一起探讨了with语句、上下文管理器的相关用法。这个技能你get到了吗？

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