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上下文管理器和else块

Python有一些其他语言中不常见的流程控制特性，因此也往往为人所忽视，本章讨论其中两个特性：

with语句和上下文管理器
for, while和try语句的else子句

if以外的else语句

我们习惯于if/else语句，但是往往忽略，python中for, while, try语句也能跟else子句：

for当循环运行完毕时（没被break），才会运行else块
while 当循环因为条件为假而退出（没被break），才会运行else块
try 当块中没有异常抛出时才会运行else块

虽然说这里使用的关键词是else，但是其实使用then更符合其语义：先（成功）做这个，再做那个。

其中try和else的联合使用有些令人费解，毕竟else块的代码可以放在try里面：如果发生异常了无论是try块剩下的部分还是else部分的代码都不会被执行。这里的好处在于，可以明确try语句防守的是哪些语句（哪些语句可能会抛出预期异常），使逻辑更明确。

一个for/else的例子：

my_list = ['apple', 'juice']
for item in my_list:
    if item == 'banana':
        break
else:
    print('No banna found!')

No banna found!

上下文管理器和with块

with语句的目的是简化try/finally模式，其中finally子句常用于释放重要的资源。

with语句开始运行时，会在上下文管理器对象上调用__enter__方法；结束后会调用__exit__方法。最常见的例子是关闭文件对象：

1 2	with open('mirror.py', 'w') as fp: fp.write('emmmmm')

fp

<_io.TextIOWrapper name='mirror.py' mode='w' encoding='cp936'>

1	fp.write('aha')

ValueError                                Traceback (most recent call last)

<ipython-input-6-cc89312ba692> in <module>()
----> 1 fp.write('aha')


ValueError: I/O operation on closed file.

这里我们看到fp是一个TextIOWarpper类的实例，这是因为open函数返回该实例，而该实例的__enter__方法返回self。接着当with块退出时，都会在上下文管理器对象上而不是__enter__返回的对象调用__exit__。

其中as子句是可选的。
下面使用一个精心制作的例子来说明上下文管理器对象上和__enter__返回的对象的区别。

class LookingGlass:

    def __enter__(self):  # <1>
        import sys
        self.original_write = sys.stdout.write  # <2>
        sys.stdout.write = self.reverse_write  # <3>
        return 'JABBERWOCKY'  # <4>

    def reverse_write(self, text):  # <5>
        self.original_write(text[::-1])

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):  # <6>
        import sys  # <7>
        sys.stdout.write = self.original_write  # <8>
        if exc_type is ZeroDivisionError:  # <9>
            print('Please DO NOT divide by zero!')
            return True  # <10>
    
with LookingGlass() as what:
    print('Alice, Kitty and Snowdrop')
    print(what)

pordwonS dna yttiK ,ecilA
YKCOWREBBAJ

what

'JABBERWOCKY'

神奇的看到，在with块中打印出来的值全都是反的，当退出with块后，打印又恢复正常。
那么这个LookingGlass上下文管理器是怎么做到的呢？

回到上面的代码，我们发现在__enter__函数中，它将标准输出和逆转输出做了交换，接着返回了一个’JABBERWOCKY’并绑定到what上。

那么在with块中，所有调用print（也就是sys.stdout.write）的语句都变成调用reverse_write。

接着在退出时，再将sys.stdout.write恢复正常。注意这里的exc_type, exc_value, trackback，当没有异常时，这里传入的参数都是None；否则即是相关的异常数据。

contextlib模块中的实用工具

在自己定义上下文管理器之前，不妨可以看看能不能利用contextlib模块中的工具。

closing 　　
如果对象提供了 close()方法，但没有实现 __enter__/__exit__ 协议，那么可以使用这个函数构建上下文管理器。
suppress
构建临时忽略指定异常的上下文管理器。
@contextmanager
这个装饰器把简单的生成器函数变成上下文管理器，这样就不用创建类去实现管理器协议了。
ContextDecorator
这是个基类，用于定义基于类的上下文管理器。这种上下文管理器也能用于装饰函数，在受管理的上下文中运行整个函数。
ExitStack
这个上下文管理器能进入多个上下文管理器。with 块结束时，ExitStack 按照后进先出的顺序调用栈中各个上下文管理器的 __exit__ 方法。如果事先不知道 with 块要进入多少个上下文管理器，可以使用这个类。例如，同时打开任意一个文件列表中的所有文件。

其中最常用的是@contextmanager，下面就主要讨论以下该工具。

使用@contextmanager

使用@contextmanager可以减少创建上下文管理器的样本代码量，因为不再需要定义__enter__和__exit__，只需要实现一个有yield语句的生成器，并由此生成想让__enter__返回的值。

简单的说，之前__enter__协议的内容就写在yield前面，__exit__协议的内容写在yield后面，yield本身生成__enter__的返回值。

以前面的例子来说明(省略异常处理模块)：

import contextlib

@contextlib.contextmanager  
def looking_glass():
    import sys
    original_write = sys.stdout.write  

    def reverse_write(text):  
        original_write(text[::-1])

    sys.stdout.write = reverse_write  
    yield 'JABBERWOCKY'  
    sys.stdout.write = original_write  

with LookingGlass() as what:
    print('Alice, Kitty and Snowdrop')
    print(what)