揭秘 Python 中的 with 关键字

我们中的许多人在 Python 代码中一遍又一遍地看到这个代码片段：

with open('Hi.text', 'w') as f:
f.write("Hello, there")

但是，我们中的一些人不知道 with 有什么用，以及为什么我们需要在这里使用它。在此阅读中，您将找到关于 with 可解决的几乎所有问题。让我们开始吧！

首先，让我们考虑一下如果不使用 with 关键字我们需要做什么。在这种情况下，我们需要先打开文件并尝试执行 write。不管成功与否，我们最好在最后关闭它，所以我们的代码将如下所示：

f = open('Hi.text', 'w')
try:
f.write('Hello, there')
finally:
f.close()

那么，with 关键字有什么用呢？它只是有助于将我们的 try..finally 代码缩短为 with... 的单个语句！这就是 with 语句用法。

那么，它到底是什么？事实上，with 语句本身在 Python 中并没有什么特别之处，它只是 Python 中上下文管理器的一个特性。上下文管理器，引用自 Python 官方文档，是一种让您在需要时准确分配和释放资源的方法，或者简单来说：当您在某些资源上做某事时缩短您的代码片段，这意味着您可以自己定义 with 语句的用法！

我们如何做到这一点？嗯，很简单，你只需要实现两个魔术函数：一个叫做 __enter__，另一个叫做 __exit__。第一种方法是编写一个实现这两个函数的类，如下所示：

class My_file:
def __init__(self, fname):
self.fname = fname
def __enter__(self):
self.file = open(self.fname, 'w')
return self.file
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_trace_back):
if self.file:
self.file.close()

在这里，我们创建了一个普通的 Python 类，实现了两个魔术函数。注意这两个函数的签名：__enter__ 只接受 self ，而 __exit__ 将接受更多参数，示例中的这三个是标准形式。这样，我们就可以直接使用：

with My_file('hello.txt') as f:
f.write('hello, world!')

这里的 with 语句会先调用 __init__ 构造一个新对象，然后再调用 __enter__ 方法；最后，它会在代码块完成之前触发 __exit__ 方法。所以，上面代码的大致等价如下：

myfile = My_file('hello.txt')
f = myfile.__enter__()
f.write('hello, world!')
myfile.__exit(...)

实现上下文管理器的第二种方法是通过装饰器，如下：

1. 你import contextmanager from contextlib
2. 你写一个函数来实现你想要的with语句。
3. 在函数上方添加一个装饰器@contextmanager。
4. 使用你的with your_function！

根据上面的介绍，让我们写一个装饰器上下文管理器！

from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def my_file_open(fname):
try:
f = open(fname, 'w')
yield f
finally:
print('Closing file')
f.close()
with file_open('hi.txt') as f:
f.write('hello world')

以上几乎涵盖了 with 语句和上下文管理器的所有基础知识，但是如果您想了解更多信息，请继续...！

contextlib 中有一些方便的工具供您使用。第一个是 closing 。closing 基本上会用你在退出之前实现的另一个函数来包装你的代码块。

@contextmanager
def closing(f):
try:
f.write("Finish writing")
finally:
f.close()
with closing(open("hi.text")):
f.write("hello world")

例如，在上面的代码中，我们可以直接调用 close(your_way_of_getting_resource) ，在你下面写的代码块即将完成之前（f.write("hello world")），它会执行 try..finally 我们在上面定义的块。

另一个是使用 suppress 工具。我们知道，在很多情况下，如果我们尝试获取一些资源，很可能在打开文件时会出现 FileNotFoundException 等错误。在某些情况下，我们希望捕获错误或抑制错误，以便程序继续正常运行。suppress 是我们可以抑制警告的一种方式。你需要做的就是弄清楚你想要抑制哪个异常，并编写with suppress(your_choice_of_exception)，Python 将从这里开始处理它。

在其他情况下，您可能只想在输入 with 代码块时执行某些操作。在这种情况下，nullcontext 对你来说会很方便。nullcontext 只会返回你在 __enter__ 函数中定义的东西，而不会做任何其他事情。如果您在 Python 中处理 async 操作以访问资源，则 aclosure 是处理这种情况的实用工具。

总结

本文介绍了 with 语句的一些基本概念和用法及其底层工作原理。还有很多有趣的东西，请查看 Python 的 contextlib 文档。最后，祝您能像往常一样快乐学习和快乐编码！