简单介绍Python中的try和finally和with方法

2024-04-01 04:40:03 249

用Python做一件很平常的事情:打开文件,逐行读入,最后关掉文件;进一步的需求是,这也许是程序中一个可选的功能,如果有任何问题,比如文件无法打开,或是读取出错,那么在函数内需要捕获所有异常,输出一行警告并退出.代码可能一开始看起来是这样的

defread_file():
try:
f=open('yui','r')
print''.join(f.readlines())
except:
print'erroroccurswhilereadingfile'
finally:
f.close()

不过这显然无法运作,因为 f 是在 try 块中定义的,而在 finally 中无法引用.

如果将 f 提取到 try 块外部,如

defread_file():
f=open('azusa','r')
try:
print''.join(f.readlines())
except:
print'erroroccurswhilereadingfile'
finally:
f.close()

那么,问题在于当打开文件失败,抛出异常将不会被捕获.

挫一点的方法自然是,再套一层 try 吧

defread_file():
try:
f=open('sawako','r')
try:
print''.join(f.readlines())
except:
print'erroroccurswhilereadingfile'
finally:
f.close()
except:
print'erroroccurswhilereadingfile'

当然这不仅仅是多一层缩进挫了,连警告输出都白白多一次呢.

正规一点的方式是,使用Python引入的 with 结构来解决,如

defreadFile():
try:
withopen('mio','r')asf:
print''.join(f.readlines())
except:
print'erroroccurswhilereadingfile'

当文件打开失败时,异常自然会被 except 到;否则,在 with 块结束之后,打开的文件将自动关闭.

除了打开文件,还有其它这样可以用于 with 的东西么?或者说,怎么自定义一个什么东西,让它能用于 with呢?
直接回答后一个问题吧,秘密在于Python虚拟机在 with 块退出时会去寻找对象的 __exit__ 方法并调用它,把释放资源的动作放在这个 __exit__ 函数中就可以了;另外,对象还需要一个 __enter__ 函数,当进入 with块时,这个函数被调用,而它的返回值将作为 as 后引用的值.一个简单的例子是

classTest:
def__init__(self):
print'init'

def__enter__(self):
print'enter'
returnself

def__exit__(self,except_type,except_obj,tb):
printexcept_type
printexcept_obj
importtraceback
print''.join(traceback.format_tb(tb))
print'exit'
returnTrue

withTest()ast:
raiseValueError('kon!')

执行这一段代码,输出将会是

init
enter
<type'exceptions.ValueError'>
kon!
File"test.py",line17,in<module>
raiseValueError('kon!')

exit

__exit__ 函数接受三个参数,分别是异常对象类型,异常对象和调用栈.如果 with 块正常退出,那么这些参数将都是 None.返回 True 表示发生的异常已被处理,不再继续向外抛出.

简单的介绍到此为止,详细的情况可以参考 PEP343 (这数字真不错,73).

下面介绍下with语句的实例用法&高级用法：

Python高端、大气、上档次的with语句

在说with语句之前，先看看一段简单的代码吧

lock=threading.Lock()
...
lock.acquire()
elem=heapq.heappop(heap)
lock.release()

很简单直观，多个线程共用一个优先级队列的时候，首先先用互斥锁lock.acquire()把优先级队列锁上，然后取元素，再然后lock.release()释放这个锁。

虽然看似非常符合逻辑的一个过程，但是里面隐藏着一个巨大的bug：当heap里面没有元素的时候，会抛出一个IndexError异常，再然后堆栈回滚，再然后lock.release()根本不会执行，这个锁就永远得不到释放，因此就发生了喜闻乐见的死锁问题。这个也是很多大神们讨厌异常的原因。经典Java风格的解决方案就是

lock=threading.Lock()
...
lock.acquire()
try:
elem=heapq.heappop(heap)
finally:
lock.release()

这个虽然可以，但是怎么看怎么dirty，和Python优雅、简单的风格出入很大。其实，自从Python2.5开始引入了with语句，一切就变得非常简单：

lock=threading.Lock()
...
withlock:
elem=heapq.heappop(heap)

在此无论以何种方式离开with语句的代码块，锁都会被释放。
with语句的设计目的就是为了使得之前需要通过try...finally解决的清理资源问题变得简单、清晰，它的的用法是

withexpression[asvariable]:
with-block

其中expression返回一个叫做「contextmanager」的对象，然后这个对象被赋给variable（如果有的话）。「contextmanager」对象有两个方法，分别是__enter__()和__exit__()，很明显一个在进入with-block时调用，一个离开with-block的时候调用。

这样的对象不需要自己去实现，在Python标准库里面很多API都是已经实现了这两个方法，最常见的一个例子就是读写文件的open语句。

withopen('1.txt',encoding='utf-8')asfp:
lines=fp.readlines()

无论是正常离开还是因为异常原因离开with语句块，打开的文件资源总是会释放。
接下去讨论一下with语句配合contextlib库的一些比较实用的方法，比如需要同时打开两个文件，一个读一个写，这个时候就可以这样写：

fromcontextlibimportnested
...
withnested(open('in.txt'),open('out.txt','w'))as(fp_in,fp_out):
...

这样就可以省掉两个with的语句的嵌套了，另外如果遇到一些还没有支持「contextmanager」的API呢？比如urllib.request.urlopen()，这个返回的对象因为不是「contextmanager」，结束的时候还需要自己去调用close方法。
类似这种API，contextlib提供了一个叫做closing方法，它会在离开with语句的时候，自动调用对象的close方法，因此urlopen也可以这样写：

fromcontextlibimportclosing
...
withclosing(urllib.request.urlopen('http://www.yahoo.com'))asf:
forlineinf:
sys.stdout.write(line)

defread_file():
try:
f=open('yui','r')
print''.join(f.readlines())
except:
print'erroroccurswhilereadingfile'
finally:
f.close()