簡單介紹Python中的try和finally和with方法
用 Python 做一件很平常的事情: 打開文件, 逐行讀入, 最后關(guān)掉文件; 進一步的需求是, 這也許是程序中一個可選的功能, 如果有任何問題, 比如文件無法打開, 或是讀取出錯, 那么在函數(shù)內(nèi)需要捕獲所有異常, 輸出一行警告并退出. 代碼可能一開始看起來是這樣的
def read_file():
try:
f = open('yui', 'r')
print ''.join(f.readlines())
except:
print 'error occurs while reading file'
finally:
f.close()
不過這顯然無法運作, 因為 f 是在 try 塊中定義的, 而在 finally 中無法引用.
如果將 f 提取到 try 塊外部, 如
def read_file():
f = open('azusa', 'r')
try:
print ''.join(f.readlines())
except:
print 'error occurs while reading file'
finally:
f.close()
那么, 問題在于當(dāng)打開文件失敗, 拋出異常將不會被捕獲.
挫一點的方法自然是, 再套一層 try 吧
def read_file():
try:
f = open('sawako', 'r')
try:
print ''.join(f.readlines())
except:
print 'error occurs while reading file'
finally:
f.close()
except:
print 'error occurs while reading file'
當(dāng)然這不僅僅是多一層縮進挫了, 連警告輸出都白白多一次呢.
正規(guī)一點的方式是, 使用 Python 引入的 with 結(jié)構(gòu)來解決, 如
def readFile():
try:
with open('mio', 'r') as f:
print ''.join(f.readlines())
except:
print 'error occurs while reading file'
當(dāng)文件打開失敗時, 異常自然會被 except 到; 否則, 在 with 塊結(jié)束之后, 打開的文件將自動關(guān)閉.
除了打開文件, 還有其它這樣可以用于 with 的東西么? 或者說, 怎么自定義一個什么東西, 讓它能用于 with 呢?
直接回答后一個問題吧, 秘密在于 Python 虛擬機在 with 塊退出時會去尋找對象的 __exit__ 方法并調(diào)用它, 把釋放資源的動作放在這個 __exit__ 函數(shù)中就可以了; 另外, 對象還需要一個 __enter__ 函數(shù), 當(dāng)進入 with 塊時, 這個函數(shù)被調(diào)用, 而它的返回值將作為 as 后引用的值. 一個簡單的例子是
class Test:
def __init__(self):
print 'init'
def __enter__(self):
print 'enter'
return self
def __exit__(self, except_type, except_obj, tb):
print except_type
print except_obj
import traceback
print ''.join(traceback.format_tb(tb))
print 'exit'
return True
with Test() as t:
raise ValueError('kon!')
執(zhí)行這一段代碼, 輸出將會是
init
enter
<type 'exceptions.ValueError'>
kon!
File "test.py", line 17, in <module>
raise ValueError('kon!')
exit
__exit__ 函數(shù)接受三個參數(shù), 分別是異常對象類型, 異常對象和調(diào)用棧. 如果 with 塊正常退出, 那么這些參數(shù)將都是 None . 返回 True 表示發(fā)生的異常已被處理, 不再繼續(xù)向外拋出.
簡單的介紹到此為止, 詳細的情況可以參考 PEP 343 (這數(shù)字真不錯, 7 3 ).
下面介紹下 with 語句的實例用法 & 高級用法：
Python高端、大氣、上檔次的with語句
在說with語句之前，先看看一段簡單的代碼吧
lock = threading.Lock() ... lock.acquire() elem = heapq.heappop(heap) lock.release()
很簡單直觀，多個線程共用一個優(yōu)先級隊列的時候，首先先用互斥鎖lock.acquire()把優(yōu)先級隊列鎖上，然后取元素，再然后lock.release()釋放這個鎖。
雖然看似非常符合邏輯的一個過程，但是里面隱藏著一個巨大的bug：當(dāng)heap里面沒有元素的時候，會拋出一個IndexError異常，再然后堆?；貪L，再然后lock.release()根本不會執(zhí)行，這個鎖就永遠得不到釋放，因此就發(fā)生了喜聞樂見的死鎖問題。這個也是很多大神們討厭異常的原因。經(jīng)典Java風(fēng)格的解決方案就是
lock = threading.Lock() ... lock.acquire() try: elem = heapq.heappop(heap) finally: lock.release()
這個雖然可以，但是怎么看怎么dirty，和Python優(yōu)雅、簡單的風(fēng)格出入很大。其實，自從Python2.5開始引入了with語句，一切就變得非常簡單：
lock = threading.Lock() ... with lock: elem = heapq.heappop(heap)
在此無論以何種方式離開with語句的代碼塊，鎖都會被釋放。
with語句的設(shè)計目的就是為了使得之前需要通過try...finally解決的清理資源問題變得簡單、清晰，它的的用法是
with expression [as variable]: with-block
其中expression返回一個叫做「context manager」的對象，然后這個對象被賦給variable（如果有的話）。「context manager」對象有兩個方法，分別是__enter__()和__exit__()，很明顯一個在進入with-block時調(diào)用，一個離開with-block的時候調(diào)用。
這樣的對象不需要自己去實現(xiàn)，在Python標(biāo)準(zhǔn)庫里面很多API都是已經(jīng)實現(xiàn)了這兩個方法，最常見的一個例子就是讀寫文件的open語句。
with open('1.txt', encoding = 'utf-8') as fp:
lines = fp.readlines()
無論是正常離開還是因為異常原因離開with語句塊，打開的文件資源總是會釋放。
接下去討論一下with語句配合contextlib庫的一些比較實用的方法，比如需要同時打開兩個文件，一個讀一個寫，這個時候就可以這樣寫：
from contextlib import nested
...
with nested(open('in.txt'), open('out.txt', 'w')) as (fp_in, fp_out):
...
這樣就可以省掉兩個with的語句的嵌套了，另外如果遇到一些還沒有支持「context manager」的API呢？比如urllib.request.urlopen()，這個返回的對象因為不是「context manager」，結(jié)束的時候還需要自己去調(diào)用close方法。
類似這種API，contextlib提供了一個叫做closing方法，它會在離開with語句的時候，自動調(diào)用對象的close方法，因此urlopen也可以這樣寫：
from contextlib import closing
...
with closing(urllib.request.urlopen('http://www.yahoo.com')) as f:
for line in f:
sys.stdout.write(line)
用 Python 做一件很平常的事情: 打開文件, 逐行讀入, 最后關(guān)掉文件; 進一步的需求是, 這也許是程序中一個可選的功能, 如果有任何問題, 比如文件無法打開, 或是讀取出錯, 那么在函數(shù)內(nèi)需要捕獲所有異常, 輸出一行警告并退出. 代碼可能一開始看起來是這樣的
def read_file():
try:
f = open('yui', 'r')
print ''.join(f.readlines())
except:
print 'error occurs while reading file'
finally:
f.close()
不過這顯然無法運作, 因為 f 是在 try 塊中定義的, 而在 finally 中無法引用.
如果將 f 提取到 try 塊外部, 如
def read_file():
f = open('azusa', 'r')
try:
print ''.join(f.readlines())
except:
print 'error occurs while reading file'
finally:
f.close()
那么, 問題在于當(dāng)打開文件失敗, 拋出異常將不會被捕獲.
挫一點的方法自然是, 再套一層 try 吧
def read_file():
try:
f = open('sawako', 'r')
try:
print ''.join(f.readlines())
except:
print 'error occurs while reading file'
finally:
f.close()
except:
print 'error occurs while reading file'
當(dāng)然這不僅僅是多一層縮進挫了, 連警告輸出都白白多一次呢.
正規(guī)一點的方式是, 使用 Python 引入的 with 結(jié)構(gòu)來解決, 如
def readFile():
try:
with open('mio', 'r') as f:
print ''.join(f.readlines())
except:
print 'error occurs while reading file'
當(dāng)文件打開失敗時, 異常自然會被 except 到; 否則, 在 with 塊結(jié)束之后, 打開的文件將自動關(guān)閉.
除了打開文件, 還有其它這樣可以用于 with 的東西么? 或者說, 怎么自定義一個什么東西, 讓它能用于 with 呢?
直接回答后一個問題吧, 秘密在于 Python 虛擬機在 with 塊退出時會去尋找對象的 __exit__ 方法并調(diào)用它, 把釋放資源的動作放在這個 __exit__ 函數(shù)中就可以了; 另外, 對象還需要一個 __enter__ 函數(shù), 當(dāng)進入 with 塊時, 這個函數(shù)被調(diào)用, 而它的返回值將作為 as 后引用的值. 一個簡單的例子是
class Test:
def __init__(self):
print 'init'
def __enter__(self):
print 'enter'
return self
def __exit__(self, except_type, except_obj, tb):
print except_type
print except_obj
import traceback
print ''.join(traceback.format_tb(tb))
print 'exit'
return True
with Test() as t:
raise ValueError('kon!')
執(zhí)行這一段代碼, 輸出將會是
init
enter
<type 'exceptions.ValueError'>
kon!
File "test.py", line 17, in <module>
raise ValueError('kon!')
exit
__exit__ 函數(shù)接受三個參數(shù), 分別是異常對象類型, 異常對象和調(diào)用棧. 如果 with 塊正常退出, 那么這些參數(shù)將都是 None . 返回 True 表示發(fā)生的異常已被處理, 不再繼續(xù)向外拋出.
簡單的介紹到此為止, 詳細的情況可以參考 PEP 343 (這數(shù)字真不錯, 7 3 ).
下面介紹下 with 語句的實例用法 & 高級用法：
Python高端、大氣、上檔次的with語句
在說with語句之前，先看看一段簡單的代碼吧
lock = threading.Lock() ... lock.acquire() elem = heapq.heappop(heap) lock.release()
很簡單直觀，多個線程共用一個優(yōu)先級隊列的時候，首先先用互斥鎖lock.acquire()把優(yōu)先級隊列鎖上，然后取元素，再然后lock.release()釋放這個鎖。
雖然看似非常符合邏輯的一個過程，但是里面隱藏著一個巨大的bug：當(dāng)heap里面沒有元素的時候，會拋出一個IndexError異常，再然后堆?；貪L，再然后lock.release()根本不會執(zhí)行，這個鎖就永遠得不到釋放，因此就發(fā)生了喜聞樂見的死鎖問題。這個也是很多大神們討厭異常的原因。經(jīng)典Java風(fēng)格的解決方案就是
lock = threading.Lock() ... lock.acquire() try: elem = heapq.heappop(heap) finally: lock.release()
這個雖然可以，但是怎么看怎么dirty，和Python優(yōu)雅、簡單的風(fēng)格出入很大。其實，自從Python2.5開始引入了with語句，一切就變得非常簡單：
lock = threading.Lock() ... with lock: elem = heapq.heappop(heap)
在此無論以何種方式離開with語句的代碼塊，鎖都會被釋放。
with語句的設(shè)計目的就是為了使得之前需要通過try...finally解決的清理資源問題變得簡單、清晰，它的的用法是
with expression [as variable]: with-block
其中expression返回一個叫做「context manager」的對象，然后這個對象被賦給variable（如果有的話）。「context manager」對象有兩個方法，分別是__enter__()和__exit__()，很明顯一個在進入with-block時調(diào)用，一個離開with-block的時候調(diào)用。
這樣的對象不需要自己去實現(xiàn)，在Python標(biāo)準(zhǔn)庫里面很多API都是已經(jīng)實現(xiàn)了這兩個方法，最常見的一個例子就是讀寫文件的open語句。
with open('1.txt', encoding = 'utf-8') as fp:
lines = fp.readlines()
無論是正常離開還是因為異常原因離開with語句塊，打開的文件資源總是會釋放。
接下去討論一下with語句配合contextlib庫的一些比較實用的方法，比如需要同時打開兩個文件，一個讀一個寫，這個時候就可以這樣寫：
from contextlib import nested
...
with nested(open('in.txt'), open('out.txt', 'w')) as (fp_in, fp_out):
...
這樣就可以省掉兩個with的語句的嵌套了，另外如果遇到一些還沒有支持「context manager」的API呢？比如urllib.request.urlopen()，這個返回的對象因為不是「context manager」，結(jié)束的時候還需要自己去調(diào)用close方法。
類似這種API，contextlib提供了一個叫做closing方法，它會在離開with語句的時候，自動調(diào)用對象的close方法，因此urlopen也可以這樣寫：
from contextlib import closing
...
with closing(urllib.request.urlopen('http://www.yahoo.com')) as f:
for line in f:
sys.stdout.write(line)
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