82、Python之鸭子类型:一次搞懂with与上下文装饰器

南宫理的日志录 2024-11-07 17:00:22
引言

在鸭子类型的理念的基础之上,从关注类型,转变到关注特性和行为。结合Python中的魔法函数的体系,我们可以将自定义的类型,像内置类型一样被使用。今天这篇文章中,接着该话题,继续聊一下with语法块,以及上下文管理器的概念。

本文的主要内容有:

1、什么是上下文管理器

2、with语句

3、利用魔法函数自定义上下文管理器

什么是上下文管理器

所谓“上下文管理器(Context Manager)”在Python中是一种用于管理资源的对象,其中定义了进入上下文和退出上下文的行为。

通过实现__enter__()和__exit__()两个魔术方法,上下文管理器可以更加简洁、安全地进行资源的管理。上下文管理器可以确保资源在使用完毕后被正确地释放,即便发生异常。

这种机制可以有效降低资源管理的复杂度,尤其是能够有效避免资源泄露和处理资源管理中的复杂异常场景等。

学习一个特性,首先必须要问的,一定是学这个东西有什么用。所以,接下来简单列举几个上下文管理器的使用场景:

1、文件操作:简化文件的打开、读写、关闭的操作流程,降低异常处理的复杂度,确保文件使用完毕后总能被正确关闭。

2、数据库连接:数据库连接也是比较昂贵的资源开销,上下文管理器同样可以确保数据库连接在使用完毕后被正确关闭,从而释放资源。

3、线程锁:在并发编程中,锁的获取和释放是很关键的,如果由于异常,导致锁未能正常释放,可能导致死锁或者无限期等待的发生。上下文管理器同样可以保证锁资源在使用完成后被正确地释放。

4、网络连接:网络连接需要在使用完毕后被关闭,以释放资源。

5、临时文件:有些场景中,需要创建临时文件,并在使用完成后,自动删除它,这时,也可以考虑使用上下文管理器,确保临时文件的正确删除。

6、计时器:通过上下文管理器,我们也可以实现代码执行时间的统计需求。

with语句

with语句的作用是简化上下文管理器的使用,确保资源能够被正确地管理和释放。它可以避免常见的资源管理的问题,比如由于异常导致的文件未能关闭或者锁资源未能正常释放等。

with语句的作用机制,是要集合上下文管理器的两个魔术方法来实现的。前面我们已经提及过,所有的魔术方法,本质上不需要我们手动调用,Python解释器在特定的场景中会自动调用相应的魔术方法。

简单描述一下with语句块的作用机制:

1、Python在执行到with语句时,会自动调用该上下文管理器的__enter__()方法,该方法通常用于资源的分配或者初始化。返回的对象会绑定到with语句的as子句后面的变量(如果有的话)。

2、当要离开with语句块时,Python解释器会自动调用该上下文管理器的__exit__()方法,该方法通常用于清理资源或者处理异常。如果在with语句块中发生了异常,这些异常信息也会传递给__exit__()方法。

利用魔法函数自定义上下文管理器

在鸭子类型理念的指导下,定义上下文管理器变得非常简单。只要一个对象具备了进入上下文的相应处理行为,以及退出上下文的相应处理行为。那么这个对象,就是一个上下文管理器。

接下来,结合前面列举的两个场景,以实际代码演示自定义上下文管理器:

1、临时文件

执行结果:

执行完成后,会发现第二个临时文件被保存了下来。

其实,Python中有现成的临时文件内置模块:tempfile,没必要我们自己来定义,通过代码简单演示一下:

执行结果:

2、代码执行时间统计

执行结果:

当然,同样的效果,也可以通过装饰器实现的,前面已经介绍过,这里就不再展开了。

总结

本文继续就鸭子类型与魔术方法的内容,进行展开介绍。首先介绍了上下文管理器的概念以及使用场景,然后介绍了with语句的作用机制,最后基于鸭子类型的理念,我们实现了两个上下文装饰器行为的魔术方法,从而实现了自定义上下文解释器的效果。

感谢您的拨冗阅读,希望对您有所帮助。

0 阅读:13

南宫理的日志录

简介:深耕IT科技,探索技术与人文的交集