Python编程技巧：with语句的使用方法

!! Python中的with语句通常用于对资源进行访问的场景，比如，文件使用后自动关闭、线程中锁的自动获取和释放等。保证访问过程中无论发生异常都会执行必要的清理操作，以达到释放资源的目的。

本文主要介绍with语句常用的两个应用示例：

• (1) 使用with语句打开文件；
• (2) 使用with语句自定义上下文管理器。

1. 使用with语句打开文件

首先在编程目录下创建一个文本文件text，其中的内容如下图所示：

使用with语句打开文件的语句如下所示：

with open('text', 'r') as f:
    text = f.readlines()

读取的text内容如下图所示：

由此，可以看出with语句只需要两行代码就能实现文件的读取，而且with语句会自动的完成异常处理与文件自动释放。

另外，with语句还可以同时打开多个文件，以达到减少代码量，下面代码实现同时打开两个文件，并分别在两个文件写入相应的内容：

with open('text_1', 'w') as f1, open("text_2", 'w') as f2:
    f1.write('这是写入第一个文件的内容')
    f2.write('这是写入第二个文件的内容')

执行上面代码后，如果当前目录下有text_1与text_2文件则分别写入相应的内容；如果没有则创建这两个文件，并写入相应内容。

2. 自定义上下文管理器

🤔 场景问题分析：在Python编程时通常回到如何正确管理外部资源的问题，比如文件、锁和网络链接等。如果创建与打开资源后，不实现关闭则会出现内存泄漏的问题。

对于上面的问题，我们可以通过基于with语句自定义上下文管理器的调用来解决。通过创建一个实现了__enter__()与__exit__()的特殊类方法来创建基于类的上下文管理器。

• __enter__(self)：在进入with上下文时调用，其返回值绑定到as后的目标变量；
• __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_tb)：此方法在执行流离开with上下文时调用。如果发生异常，则exc_type、exc_value和exc_tb分别保存异常类型、值和回溯信息。

下面代码实现了一个基于with语句的上下文管理器：

# 创建一个基于__enter__()与__exit__()的上下文管理器
class MyContext:
    def __enter__(self):
        print("进入我的上下文")
        return [1, 2, 3]
    def __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_tb):
        print("离开我的上下文")
        print(exc_type, exc_value, exc_tb, sep='=====')

# 使用with语句调用上下文管理器
with MyContext() as data:
    print(data[0])

代码执行结果如下图所示：

由上图可以看出，使用with语句的上下文管理器的代码执行顺序为：

• (1) data = MyContext().__enter__()，此时输出“进入我的上下文”；
• (2) print(data[0])，输出1；
• (3) MyContext().exit()，此时输出“离开我的上下文”，并且由于此代码没有异常所以接着输出："None=====None=====None"

上下文管理器的重要概念如下表所示：