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运行时服务(三)、contextlib模块

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狼啸风云
发布2023-10-07 15:06:46
1310
发布2023-10-07 15:06:46
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文章被收录于专栏:计算机视觉理论及其实现

contextlib

contextlib模块时关于上下文管理的,在介绍之前需要先介绍一下with语句。

with语句

使用python读写文件时,要特别注意使用完后关闭文件,以免占用资源。正确的关闭文件方法可以用try...finally语句:

代码语言:javascript
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try:
    f = open('\path\to\file', 'r')
    f.read()
finally:
    if f:
        f.close()

更为便捷的方法是用with语句:

代码语言:javascript
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with open('\path\to\file', 'r') as f:
    f.read()

这个with语句是怎么运行的呢?

实际上,在open()里面,包含__enter__()__exit__()两个方法,我们称拥有这两个方法的对象实现了上下文管理,这种对象就可以使用with语句。下面解析with语句的执行过程:

1.当with语句执行时,执行上下文表达式(即open),尝试获取一个上下文对象; 2.成功获取上下文对象后,调用上下文对象里面的__enter__()方法,如果with语句后有as,则用__enter__()方法的返回值赋值as后的对象 3.做好执行前的准备工作后,开始执行后续代码; 4.当with语句快结束时,调用上下文对象里面的__exit__()方法。在__exit__()方法中有三个参数,如果正常结束,三个参数都为None,如果出现异常,三个参数的值分别等于调用sys.exc_info()函数返回的三个值:类型(异常类)、值(异常实例)和跟踪记录(traceback),相应的跟踪记录对象。

看个例子:

先定义一个有上下文管理的对象A

代码语言:javascript
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class A(object):
    def __enter__(self):
        print('__enter__() called')
        return self
    
    def print_hello(self):
        print("hello world")

    def __exit__(self, e_t, e_v, t_b):
        print('__exit__() called')

执行with语句:

代码语言:javascript
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with A() as a:                  # 这里a是__enter__()的返回值
    a.print_hello()             # 返回self,调用self的print_hello()方法
    print('got instance')

运行结果:

代码语言:javascript
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__enter__() called
hello world
got instance
__exit__() called

@contextmanager

每个要实现上下文管理的对象都要编写__enter__()__exit__()方法有点繁琐。Python中的contextlib模块提供了更简便的方法。

@contextmanager是一个装饰器decorator,它接收一个生成器generator,把generator里yield的值赋给with...as后的变量,然后正常执行with语句。

代码语言:javascript
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from contextlib import contextmanager

class A(object):
    
    def print_hello(self):
        print('hello world')

@contextmanager
def B():
    print('Start')
    a = A()
    yield a
    print('Over')
    
with B() as a:
    a.print_hello()

运行结果:

代码语言:javascript
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Start 
hello world 
Over 

我们省去了在对象A里面添加__enter__()__exit__()方法,改为在外部添加一个装饰器来实现上下文管理。

实际上,在上例中,执行生成器B()yield之前的语句相当于执行__enter__()yield的返回值相当于__enter__()的返回值,执行yield之后的语句相当于执行__exit__()

通过@contextmanager,我们还能实现简单的运行前执行特定代码的功能:

代码语言:javascript
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@contextmanager
def tag(name):
    print("<%s>" % name)
    yield
    print("</%s>" % name)

with tag("p1"):
    print("hello")
    print("world")

运行结果:

代码语言:javascript
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<p1>
hello
world
</p1>

closing( )

如果一个对象没有实现上下文管理,我们可以直接通过contextlib模块提供的closing( )把对象变为上下文对象然后使用with语句。(前提是这个对象能调用close( )方法!)

如用with语句使用urlopen( ) (以下代码转自廖雪峰官网)

代码语言:javascript
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from contextlib import closing
from urllib.request import urlopen

with closing(urlopen('https://www.python.org')) as page:
    for line in page:
        print(line)

实际上,closing也是经过@contextmanager装饰的一个生成器,它内部是这样的:

代码语言:javascript
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@contextmanager
def closing(thing):
    try:
        yield thing
    finally:
        thing.close()
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