Python with 語句的用法

Undefined443發表於2024-06-14
Python

with 語句是Python中用於簡化資源管理的一種語法結構，通常與上下文管理器（Context Manager）一起使用。上下文管理器提供了一種機制，用於確保資源在使用完畢後能夠被正確釋放，例如檔案、網路連線、鎖等。

with 語句的基本結構如下：

with expression as variable:
    # 程式碼塊

常見用法

檔案操作

with 語句可以用於簡化檔案的開啟和關閉操作，確保檔案在使用完畢後能夠自動關閉。

# 不使用 with 語句
file = open('example.txt', 'r') # 開啟檔案
try:
    content = file.read()
finally:
    file.close() # 確保檔案關閉

# 使用 with 語句
with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
# 檔案在這裡已經被自動關閉

資料庫連線

類似地，with 語句可以用於管理資料庫連線，確保連線在操作完成後能夠正確關閉。

import sqlite3

# 不使用 with 語句
conn = sqlite3.connect('example.db') # 連線資料庫
try:
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('SELECT * FROM table_name')
    results = cursor.fetchall()
finally:
    conn.close() # 確保連線關閉

# 使用 with 語句
with sqlite3.connect('example.db') as conn:
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('SELECT * FROM table_name')
    results = cursor.fetchall()
# 連線在這裡已經被自動關閉

多執行緒鎖

with 語句也可以用於多執行緒程式設計中的鎖機制，確保鎖在操作完成後能夠自動釋放。

import threading

lock = threading.Lock()

# 不使用 with 語句
lock.acquire() # 獲取鎖
try:
    # 臨界區程式碼
    pass
finally:
    lock.release() # 確保鎖釋放

# 使用 with 語句
with lock:
    # 臨界區程式碼
    pass
# 鎖在這裡已經被自動釋放

自定義上下文管理器

你也可以建立自定義的上下文管理器，只需要實現 __enter__ 和 __exit__ 方法。

class MyContextManager:
    def __enter__(self):
        # 初始化資源
        print("Entering the context")
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        # 釋放資源
        print("Exiting the context")

# 使用自定義的上下文管理器
with MyContextManager() as manager:
    print("Inside the context")
# 上下文管理器在這裡已經自動執行 __exit__ 方法

contextlib 模組

Python的 contextlib 模組提供了一些工具，用於簡化上下文管理器的建立，例如 contextmanager 裝飾器。

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def my_context_manager():
    print("Entering the context")
    yield
    print("Exiting the context")

# 使用 contextlib 上下文管理器
with my_context_manager():
    print("Inside the context")
# 上下文管理器在這裡已經自動執行完畢

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