全网最适合入门的面向对象编程教程：26 类和对象的 Python 实现-上下文管理器和 with 语句

摘要：

本文主要介绍了在使用 Python 面向对象编程时，如何使用上下文管理器和 with 语句替换异常处理中 try…finally 语句，并介绍了 with 语句的优点和应用场景。

原文链接：

FreakStudio的博客

往期推荐：

学嵌入式的你，还不会面向对象？？！

全网最适合入门的面向对象编程教程：00 面向对象设计方法导论

全网最适合入门的面向对象编程教程：01 面向对象编程的基本概念

全网最适合入门的面向对象编程教程：02 类和对象的 Python 实现-使用 Python 创建类

全网最适合入门的面向对象编程教程：03 类和对象的 Python 实现-为自定义类添加属性

全网最适合入门的面向对象编程教程：04 类和对象的Python实现-为自定义类添加方法

全网最适合入门的面向对象编程教程：05 类和对象的Python实现-PyCharm代码标签

全网最适合入门的面向对象编程教程：06 类和对象的Python实现-自定义类的数据封装

全网最适合入门的面向对象编程教程：07 类和对象的Python实现-类型注解

全网最适合入门的面向对象编程教程：08 类和对象的Python实现-@property装饰器

全网最适合入门的面向对象编程教程：09 类和对象的Python实现-类之间的关系

全网最适合入门的面向对象编程教程：10 类和对象的Python实现-类的继承和里氏替换原则

全网最适合入门的面向对象编程教程：11 类和对象的Python实现-子类调用父类方法

全网最适合入门的面向对象编程教程：12 类和对象的Python实现-Python使用logging模块输出程序运行日志

全网最适合入门的面向对象编程教程：13 类和对象的Python实现-可视化阅读代码神器Sourcetrail的安装使用

全网最适合入门的面向对象编程教程：全网最适合入门的面向对象编程教程：14 类和对象的Python实现-类的静态方法和类方法

全网最适合入门的面向对象编程教程：15 类和对象的 Python 实现-__slots__魔法方法

全网最适合入门的面向对象编程教程：16 类和对象的Python实现-多态、方法重写与开闭原则

全网最适合入门的面向对象编程教程：17 类和对象的Python实现-鸭子类型与“file-like object“

全网最适合入门的面向对象编程教程：18 类和对象的Python实现-多重继承与PyQtGraph串口数据绘制曲线图

全网最适合入门的面向对象编程教程：19 类和对象的 Python 实现-使用 PyCharm 自动生成文件注释和函数注释

全网最适合入门的面向对象编程教程：20 类和对象的Python实现-组合关系的实现与CSV文件保存

全网最适合入门的面向对象编程教程：21 类和对象的Python实现-多文件的组织：模块module和包package

全网最适合入门的面向对象编程教程：22 类和对象的Python实现-异常和语法错误

全网最适合入门的面向对象编程教程：23 类和对象的Python实现-抛出异常

全网最适合入门的面向对象编程教程：24 类和对象的Python实现-异常的捕获与处理

全网最适合入门的面向对象编程教程：25 类和对象的Python实现-Python判断输入数据类型

更多精彩内容可看：

给你的 Python 加加速：一文速通 Python 并行计算

一文搞懂 CM3 单片机调试原理

肝了半个月，嵌入式技术栈大汇总出炉

电子计算机类比赛的“武林秘籍”

一个MicroPython的开源项目集锦：awesome-micropython，包含各个方面的Micropython工具库

文档和代码获取：

可访问如下链接进行对文档下载：

https://github.com/leezisheng/Doc

本文档主要介绍如何使用 Python 进行面向对象编程，需要读者对 Python 语法和单片机开发具有基本了解。相比其他讲解 Python 面向对象编程的博客或书籍而言，本文档更加详细、侧重于嵌入式上位机应用，以上位机和下位机的常见串口数据收发、数据处理、动态图绘制等为应用实例，同时使用 Sourcetrail 代码软件对代码进行可视化阅读便于读者理解。

相关示例代码获取链接如下：https://github.com/leezisheng/Python-OOP-Demo

正文

with 语句是从 Python 2.6 开始引入的一种与异常处理相关的功能。with 语句适用于对资源进行访问的场合，确保不管使用过程中是否发生异常都会执行必要的“清理”操作，释放资源，比如文件使用后自动关闭、线程中锁的自动获取和释放等。

with 语句是一个新的控制流结构，其基本结构为：

with expression [as variable]:
    with-block

expression是一个返回遵循上下文管理协议的对象的表达式。这个对象必须实现以下两个方法:

1. enter(): 在进入with语句块时被调用，返回一个对象供as子句使用。
2. exit(exc_type, exc_value, traceback): 在退出with语句块时被调用，用于执行清理操作。

在异常处理中，with…语句相当于 try-finally 语句的简写，可以替代 try-finally 的功能。一个很好的例子是文件处理，你需要获取一个文件句柄，从文件中读取数据，然后关闭文件句柄。如果不用 with 语句，代码如下：

file = open("foo.txt")
try:
    data = file.read()
finally:
    file.close()

虽然这段代码运行良好，但是太冗长了。这时候就是 with 一展身手的时候了。除了有更优雅的语法，with 还可以很好的处理上下文环境产生的异常。下面是 with 版本的代码：

with open("foo.txt") as file:
    data = file.read()

在这个例子中, open()函数返回一个文件对象, 它实现了上下文管理协议。with语句会自动调用文件对象的enter()方法返回文件对象, 并在语句块结束时自动调用exit()方法关闭文件。这样可以确保文件在使用完毕后被正确关闭, 避免了资源泄露的问题。

使用 with 语句的优点包括:

1. 简洁和易读性:与手动管理资源的方式相比,with 语句使代码更加简洁,更容易理解。
2. 异常安全:即使在代码块中出现异常,资源也能得到正确释放,避免了资源泄露。
3. 可重用性:可以创建自定义的上下文管理器,封装资源的获取和释放逻辑。