Python的上下文管理器

先来看一小段代码：

try:
    print("code started")
    raise KeyError
except KeyError as e:
    print("key error")

运行结果：

code started
key error

try先打印，然后发生异常，捕获异常，打印。

如果抛的是另外一个异常：

try:
    print("code started")
    raise IndexError
except KeyError as e:
    print("key error")

就会出错：

code started
---------------------------------------------------------------------------
IndexError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-12-d67568d8860d> in <module>
      1 try:
      2     print("code started")
----> 3     raise IndexError
      4 except KeyError as e:
      5     print("key error")

IndexError:

如果是预测不到的异常，在python中使用else：

try:
    print("code started")
    # raise IndexError
except KeyError as e:
    print("key error")
else:
        print("other error")

运行结果：

code started
other error

把raise IndexError注释掉是因为，如果不注释掉，那么运行到raise IndexError就会直接抛出异常，不会走下面的了。

在try中还有一种用法finally，finally就是不管前面的try和else的有没有运行，都会运行finally中的代码：

try:
    print("code started")
    # raise IndexError
except KeyError as e:
    print("key error")
else:
        print("other error")
finally:
        print("finally")

运行：

code started
other error
finally

所以，如果我们在try中打开一个文件，使用完这个文件后就需要关闭这个文件：

try:
        f_read = open("hellp.txt")
        .....
        f_read .close()

但是如果在关闭文件之前发生了异常，那么就执行不到关闭文件这一行。

所以在这种情况下，要在捕获异常的代码后面加上close：

try:
    f_read = open("hellp.txt")
        .....
        f_read .close()
except KeyError as e:
    print("key error")
        f_read .close()
else:
        print("other error")
        f_read .close()

如果捕获异常还有很多其他的error，还要写很多close：

try:
    f_read = open("hellp.txt")
        .....
        f_read .close()
except KeyError as e:
    print("key error")
        f_read .close()
except IndexError as e:
    print("index error")
        f_read .close()
else:
        print("other error")
        f_read .close()

如果使用finally的话，不管有没有异常都会进入finally，所以就可以直接把close写在finally：

try:
    f_read = open("hellp.txt")
        .....
        f_read .close()
except KeyError as e:
    print("key error")
except IndexError as e:
    print("index error")
else:
        print("other error")
finally:
        f_read .close()

再深入理解一下执行过程：

修改一下代码：

def exe_try():
    try:
        print("code started")
        raise KeyError
        return 1
    except KeyError as e:
        print("key error")
        return 2
    except IndexError as e:
        print("index error")
        return 3
    else:
        print("other error")
        return 4
    finally:
        print("finally")
        return 5

看一下执行结果：

In [16]: exe_try()
code started
key error
finally
Out[16]: 5

执行顺序：
try print之后发生KeyError异常，这时候不return1，进入except KeyError，但是并没有return 2 是因为，return语句在try——except——finally中的用法是，如果finally有return语句，就return finally中的语句，如果没有，再返回之前调用地方的return语句。

所以如果把finally中的return语句注释掉，那他就会返回2：

In [20]: exe_try()
code started
key error
finally
Out[20]: 2

Python中的with语句简化了try和finally，就是上下文管理器。

上下文管理器协议主要实现了两个魔法函数：__enter__和__exit__。

实现了上下文管理器协议的类，就可以被with调用。

也就是说，只要这个类实现了__enter__和__exit__，那么这个类就可以叫做上下文管理器。

例如：

class Sample:
    def __enter__(self):
        print("using enter")
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("using exit")

    def dosomething(self):
        print("doing something")

使用with调用Sample类：

In [22]: with Sample() as s:
    ...:     s.dosomething()
    ...:
using enter
doing something
using exit

在这个过程中，enter返回什么，with就会给Sample什么。

在with中并没有调用魔法函数，但是with还是自动调用了enter，离开with的时候又调用了exit。

也就是enter时获取资源，exit时释放资源。

还可以更简化：

python提供了一个contextlib包，这个包中有一个装饰器@contextlib.contextmanager，这个装饰器可以把函数变为一个上下文管理器，这个装饰器修饰的函数必须是一个生成器，也就是用yield返回。

用一小段代码模拟打开文件：

import contextlib

@contextlib.contextmanager
def file_open(file_name):
    print("file open")
    yield {}
    print("file end")

使用with调用一下：

In [24]: with file_open("hello.txt") as f:
    ...:     print("processing")
    ...:
file open
processing
file end

可以看到执行顺序是，先打开文件，然后执行with中的语句，最后执行关闭文件的print，所以在yield之前的语句相当于enter魔法函数，yield之后的相当于exit魔法函数。

也可以这么使用：

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def file_open(file_name):
    print("file open")
    yield {}
    print("file end")