深入理解Python高级语法：with语句与上下文管理器

一.文件操作: open写法

1.文件操作说明:

①文件使用完后必须关闭。

②因文件对象会占用操作系统的资源，并且操作系统同一时间能打开的文件数量也是有限的。

例如: 

# 1.以写的方式打开文件
f = open('python.txt', 'w', encoding = 'utf-8')
# 2.写入文件内容
f.write('人生苦短，我学python!!')
# 3.关闭文件
f.close()

2. 存在的安全隐患:

① 由于文件读写时都有可能产生IOError，一旦出错，后面的f.close()就不会调用。

例如:

# 1.以读的方式打开文件
f = open('python.txt', 'r', encoding = 'utf-8')
# 2.写入文件内容
f.read()
# 3.关闭文件
f.close()

运行结果:

3.try…except…finally解决文件操作异常:

①为了保证无论是否出错都能正确地关闭文件，我们可以使用try … finally来解决。 

②但是，try-except-finally语句缺点：代码过于冗长, 不易用，易忘。

例如:

try:
    # 1.尝试执行的代码
    f = open("python.txt", 'r', encoding='utf-8')
    print(f.read())
except IOError as e:
    # 2.出问题后的解决方案, 文件不存在就创建
    f = open("python.txt", 'w', encoding='utf-8')
finally:
    # 3.释放资源.
    f.close()

二.with语句

1.上下文管理器with语句：

该机制简单、更安全的处理资源和异常。

2.特点：

with 语句执行完成后，自动调用关闭文件操作，即使出现异常也会自动调用关闭文件操作。

# 1、以写的方式打开文件
with open("python.txt", "w", encoding='utf-8') as f:
    # 2、读取文件内容
    f.write("人生苦短,我学python!!")

三.上下文管理器原理

1.概述：

一个类只要实现了__enter__()和__exit__()这个两个方法，通过该类创建的对象我们就称之为上下文管理器。

2.原理:

上下文管理器可以使用 with 语句，with语句之所以这么强大，背后是由上下文管理器做支撑的。 刚才使用 open 函数创建的文件对象就是就是一个上下文管理器对象。  

大白话：with 管理的对象就是上下文管理器， with xxx as 后面的操作的对象就是被管理的对象。

例如：

# 1. 自定义上下文管理器类.
class MyFile:
    # 2. 重写 __init__()魔法方法, 初始化: file_name(文件名), file_model(文件模型)
    def __init__(self, file_name, file_model):
        """
        初始化属性的.
        :param file_name:   文件名
        :param file_model:  文件(操作)模型, r:只读, w:只写, a:追加
        """
        self.file_name = file_name
        self.file_model = file_model
        self.fp = None      # fp代表的文件对象.

    # 3. 重写 __enter__()函数, 表示: 上文. 即: with语句执行前, 做的事儿.
    def __enter__(self):
        print('这个是上文, 初始化属性的!')
        self.fp = open(self.file_name, self.file_model, encoding='utf-8')
        return self.fp    # fp就是文件对象.

    # 4. 重写 __exit__()函数, 表示: 下文, 即: with语句执行完毕后, 做的事儿.
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb): # 这些参数一个也用不到
        print('这个是下文, 释放资源的!')
        self.fp.close()

# # 5. 演示with open()语法, __enter__()返回的是: 文件对象
with MyFile('./1.txt', 'r') as fp:    # fp就是上边的 fp属性, 代表这文件对象.
    # 这里的内容执行完毕后, 会被自动释放资源.
    print('123')
    print(fp.read())

运行结果

3.技术细节