python中‘with xxx as xxx ：’原理的深度剖析_with xx as xx : 函数

一.with对文件读取写入等操作：

以下代码演示了Python基本的文件操作，包括 open，read，write：

输出结果为：

 

读文件:

要以读文件的模式打开一个文件对象，使用Python内置的open()函数，传入文件名和标示符：

>>> f = open('E:\python\python\test.txt', 'r')

标示符'r'表示读（注意：‘rb’表示读取图片或者视频等二进制），这样，我们就成功地打开了一个文件。

如果文件不存在，open()函数就会抛出一个IOError的错误，并且给出错误码和详细的信息告诉你文件不存在：

f=open('E:\python\python\notfound.txt', 'r')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'E:\python\python\notfound.txt'

如果文件打开成功，接下来，调用read()方法可以一次读取文件的全部内容，Python把内容读到内存，用一个str对象表示：

>>> f.read()
'Hello, python!'

最后一步是调用close()方法关闭文件。文件使用完毕后必须关闭，因为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：

>>> f.close()

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。所以，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来实现：

try:
    f = open('/path/', 'r')
    print(f.read())
finally:
    if f:
        f.close()

每次都这么写实在太繁琐，所以，Python引入了with语句来自动帮我们调用close()方法：

with open('/path/to/file', 'r') as f:
    print(f.read())

这和前面的try ... finally是一样的，但是代码更佳简洁，并且不必调用f.close()方法。

调用read()会一次性读取文件的全部内容，如果文件有20G，内存就爆了，所以，要保险起见，可以反复调用read(size)方法，每次最多读取size个字节的内容。另外，调用readline()可以每次读取一行内容，调用readlines()一次读取所有内容并按行返回list。因此，要根据需要决定怎么调用。

如果文件很小，read()一次性读取最方便；如果不能确定文件大小，反复调用read(size)比较保险；如果是配置文件，调用readlines()最方便：

for line in f.readlines():
    print(line.strip()) # 把末尾的'\n'删掉

写文件

写文件和读文件是一样的，唯一区别是调用open()函数时，传入标识符'w'或者'wb'表示写文本文件或写二进制文件：****

>>> f = open('E:\python\python\test.txt', 'w')
>>> f.write('Hello, python!')
>>> f.close()

可以反复调用write()来写入文件，但是务必要调用f.close()来关闭文件。当我们写文件时，操作系统往往不会立刻把数据写入磁盘，而是放到内存缓存起来，空闲的时候再慢慢写入。只有调用close()方法时，操作系统才保证把没有写入的数据全部写入磁盘。忘记调用close()的后果是数据可能只写了一部分到磁盘，剩下的丢失了。所以，还是用with语句来得保险：

with open('E:\python\python\test.txt', 'w') as f:
    f.write('Hello, python!')

要写入特定编码的文本文件，请给open()函数传入encoding参数，将字符串自动转换成指定编码

字符编码

要读取非UTF-8编码的文本文件，需要给open()函数传入encoding参数，例如，读取GBK编码的文件：

>>> f = open('E:\python\python\gbk.txt', 'r', encoding='gbk')
>>> f.read()
'测试'

或者读取‘iso-8859-1’格式的cifar数据集内容：

遇到有些编码不规范的文件，你可能会遇到UnicodeDecodeError，因为在文本文件中可能夹杂了一些非法编码的字符。遇到这种情况，open()函数还接收一个errors参数，表示如果遇到编码错误后如何处理。最简单的方式是直接忽略：

>>> f = open('E:\python\python\gbk.txt', 'r', encoding='gbk', errors='ignore')

二进制文件

前面讲的默认都是读取文本文件，并且是UTF-8编码的文本文件。要读取二进制文件，比如图片、视频等等，用 ‘rb’ 模式打开文件即可：

>>> f = open('E:\python\python\test.jpg', 'rb')
>>> f.read()
b'\xff\xd8\xff\xe1\x00\x18Exif\x00\x00...' # 十六进制表示的字节

总结：以后读写文件尽量使用with open语句，少使用f = open()语句

对于多个文件的读写，可以写成以下两种方式：

1、

with open('C:\Desktop\text.txt','r') as f:
    with open('C:\Desktop\text1.txt','r') as f1:
        with open('C:\Desktop\text2.txt','r') as f2　　　　　　
        ........　　　　　　　
        ........　　　　　　　
        ........

2、

with open(''C:\Desktop\text.txt','r') as f:
........
with open(''C:\Desktop\text1.txt','r') as f1:
........
with open('C:\Desktop\text2.txt','r') as f2:
........

文件的读写方式列表：

File 对象属性：

reference

python 使用 with open（） as 读写文件

二.with的另外用法：

with语句的工作原理：

紧跟with后面的语句会被求值，返回对象的enter()方法被调用，这个方法的返回值将被赋值给as关键字后面的变量，当with后面的代码块全部被执行完之后，将调用前面返回对象的exit()方法。

with语句最关键的地方在于被求值对象必须有enter()和exit()这两个方法，那我们就可以通过自己实现这两方法来自定义with语句处理异常。

enter()/exit()这两个方法,其中__enter__()方法在语句体（with语句包裹起来的代码块）执行之前进入运行，___exit__()方法在语句体执行完毕退出后运行。

with后面返回的对象要求必须有这两个方法，而文件对象f刚好是有这两个方法的。

object.enter(self)

进入与此对象相关的运行时上下文。with语句将将此方法的返回值绑定到语句的AS子句中指定的目标（如果有设置的话）

object.exit(self, exc_type, exc_value, traceback)

退出与此对象相关的运行时上下文。参数描述导致上下文退出的异常。如果上下文运行时没有异常发生，那么三个参数都将置为None。 如果有异常发生，并且该方法希望抑制异常（即阻止它被传播），则它应该返回True。否则，异常将在退出该方法时正常处理。

注意：

exit()方法不应该重新抛出传入的异常，这是调用者的职责。

三个实例：

1.无异常：

class Test:
    def __enter__(self):
        print('__enter__() is call!')
        return self
​
    def dosomething(self):
        print('dosomethong!')
​
    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        print('__exit__() is call!')
        print(f'type:{exc_type}')
        print(f'value:{exc_value}')
        print(f'trace:{traceback}')
        print('__exit()__ is call!')
​
with Test() as sample:
    sample.dosomething()
​
​
>>>__enter__() is call!
>>>dosomethong!
>>>__exit__() is call!
>>>type:None
>>>value:None
>>>trace:None
>>>__exit()__ is call!

以上的实例Text,我们注意到他带有enter()/exit()这两个方法，当对象被实例化时，就会主动调用enter()方法，任务执行完成后就会调用exit()方法，另外，注意到，exit()方法是带有三个参数的(exc_type, exc_value, traceback), 依据上面的官方说明：如果上下文运行时没有异常发生，那么三个参数都将置为None, 这里三个参数由于没有发生异常，的确是置为了None, 与预期一致。

2.出现并抛出异常：

class Test:
    def __enter__(self):
        print('__enter__() is call!')
        return self
​
    def dosomething(self):
        x = 1/0
        print('dosomethong!')
​
    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        print('__exit__() is call!')
        print(f'type:{exc_type}')
        print(f'value:{exc_value}')
        print(f'trace:{traceback}')
        print('__exit()__ is call!')
        # return True
​
​
with Test() as sample:
    sample.dosomething()
>>>
__enter__() is call!
Traceback (most recent call last):
__exit__() is call!
type:<class 'ZeroDivisionError'>
  File "C:/Users/xxx/PycharmProjects/Test1/test.py", line 23, in <module>
value:division by zero
    sample.dosomething()
trace:<traceback object at 0x000001C08CF32F88>
  File "C:/Users/xxx/PycharmProjects/Test1/test.py", line 10, in dosomething
__exit()__ is call!
    x = 1/0
ZeroDivisionError: division by zero

从结果可以看出, 在执行到dosomethong时就发生了异常，然后将异常传给了exit(), 依据上面的官方说明：如果有异常发生，并且该方法希望抑制异常（即阻止它被传播），则它应该返回True。否则，异常将在退出该方法时正常处理。当前exit并没有写明返回True，故会抛出异常，也是合理的，但是正常来讲，程序应该是不希望它抛出异常的，这也是调用者的职责，我们将再次修改exit, 将其返回设置为True,

3.出现异常，阻止异常抛出：

class Test:
    def __enter__(self):
        print('__enter__() is call!')
        return self
​
    def dosomething(self):
        x = 1/0
        print('dosomethong!')
​
    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        print('__exit__() is call!')
        print(f'type:{exc_type}')
        print(f'value:{exc_value}')
        print(f'trace:{traceback}')
        print('__exit()__ is call!')
        return True
​
​
with Test() as sample:
    sample.dosomething()
​
>>>
__enter__() is call!
__exit__() is call!
type:<class 'ZeroDivisionError'>
value:division by zero
trace:<traceback object at 0x000001C94E592F88>
__exit()__ is call!