Python 上下文管理器 with 相关用法

Python 上下文管理器

什么是上下文管理器？

context manager
一个上下文管理器是一个对象
它定义了运行时的上下文
使用 with 语句来执行

with 语句

with context as ctx:#  使用这个上下文对象
#  上下文对象已经被清除

这里我们使用 Python的文件操作打开一个文件并写入一段话

instance = open('data.txt', 'w')  # 打开文件
instance.write('What a wonderful house')
instance.close()  # 关闭文件

对于上面的代码，我们可以用 with 语句进行代替，并且只需要两行。

with open('data.txt', 'w') as instance:instance.write('What a wonderful house')

这是因为在 with 语句结束时，会自动调用文件的关闭 close 函数，避免出现异常。

上下文管理器的协议

一个上下文管理器需要实现如下方法：

__enter__() 安装上下文，可以返回对象
__exit__() 清楚释放对象

这里我们举个计算一段程序用时时长的例子，time.perf_counter是用于测量代码执行时间的功能。它返回一个高分辨率的性能计数器，通常用于测量短时间内的代码执行时间。

import timestart = time.perf_counter()
list1 = []
for i in range(1, 10000):list1.append(i ** 2)end = time.perf_counter()
elapsed = end - start
print(elapsed)

为了实现对于任意代码段都可以调用这个计算时长的例子，我们定义 Timer 类来实现整个程序流程，__enter__作为进入方法,__exit()__作为退出方法。

class Timer:def __init__(self):self.elapsed = 0def __enter__(self):self.start = time.perf_counter()return self  #  必须实现def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):self.end = time.perf_counter()self.elapsed = self.end - self.startreturn False  # 如果在with范围内出现了异常，在exit的时候可以告诉Python是否继续向外抛出，如果return True，那么就表示不抛出了，return False表示继续抛出。当然如果没有异常，这里return什么就无所谓了

主体调用代码部分。

with Timer() as t:list1 = []for i in range(1, 10000):list1.append(i ** 2)end = time.perf_counter()
print(t.elapsed)

下面我们来解释一下代码的执行流程：

Time（）创建对象，调用我们定义的 __init__初始化方法，实现了变量的初始化
with 语句会调用 __enter__方法，执行 __enter__方法主体内容，并且将返回值传给 as 后面定义的变量，这里是 t。（所以 t 并不是对 Timer（）的引用，而是 Timer().__enter__的返回值。
当代码段调用结束时，程序会调用 __exit__ 方法进行退出，生成我们需要的整体代码运行时间变量 elapsed。

也就是说，我们之前使用 with 语句打开文件实现文件的退出，本质上是 open 打开的内置的 __exit__ 函数帮我们实现了这样一个功能。