第12天：上下文管理器

今日学习目标

了解上下文管理器的基本概念和作用
学习如何使用 with 语句
学习如何创建自定义上下文管理器
理解上下文管理器的实际应用场景

1. 上下文管理器简介

上下文管理器是一种用于管理资源的机制，它可以在一段代码执行前后自动执行一些操作。最常见的上下文管理器是文件操作和数据库连接。

2. 使用 `with` 语句

基本用法

with 语句用于包装代码块，确保在代码块执行前后自动执行预定义的操作。

with open('example.txt', 'w') as file:file.write('Hello, world!')

解释

open('example.txt', 'w')：打开文件 example.txt 进行写操作。
as file：将打开的文件对象赋值给变量 file。
在 with 语句块中，执行 file.write('Hello, world!')。
代码块执行完毕后，文件自动关闭。

3. 自定义上下文管理器

使用类实现

自定义上下文管理器需要实现两个方法：__enter__ 和 __exit__。

class MyContextManager:def __enter__(self):print("Entering the context")return selfdef __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):print("Exiting the context")with MyContextManager():print("Inside the context")

解释

__enter__(self)：进入上下文时执行的代码。
__exit__(self, exc_type, exc_value, traceback)：退出上下文时执行的代码，处理异常。

输出

Entering the context
Inside the context
Exiting the context

4. 使用 `contextlib` 模块

`contextlib` 提供了更简单的方式来创建上下文管理器，尤其是基于生成器的上下文管理器。

使用 `contextlib.contextmanager`

from contextlib import contextmanager@contextmanager
def my_context_manager():print("Entering the context")yieldprint("Exiting the context")with my_context_manager():print("Inside the context")

解释

@contextmanager：装饰器，用于将生成器函数转换为上下文管理器。
yield：分隔上下文管理器的进入和退出部分。

输出

Entering the context
Inside the context
Exiting the context

5. 实际应用场景

文件操作

with open('example.txt', 'w') as file:file.write('Hello, world!')

数据库连接

import sqlite3with sqlite3.connect('example.db') as conn:cursor = conn.cursor()cursor.execute('CREATE TABLE IF NOT EXISTS example (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT)')

锁

from threading import Locklock = Lock()
with lock:# Critical section of codepass

自定义上下文管理器详细示例

使用类实现

class ManagedFile:def __init__(self, filename):self.filename = filenamedef __enter__(self):self.file = open(self.filename, 'w')return self.filedef __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):if self.file:self.file.close()with ManagedFile('example.txt') as f:f.write('Hello, world!')

解释

__enter__ 方法打开文件并返回文件对象。
__exit__ 方法关闭文件。

使用 `contextlib` 模块详细示例

from contextlib import contextmanager@contextmanager
def managed_file(filename):try:f = open(filename, 'w')yield ffinally:f.close()with managed_file('example.txt') as f:f.write('Hello, world!')