1. With语句的使用场景

有一些任务，做任务之前需要进行设置，任务完成后需要做清理工作。对于这种场景，Python的with语句提供了一种非常方便简洁的表达方式。

比如，文件处理这种情况，你需要先获取一个文件句柄，然后从文件中读取数据，最后关闭文件句柄。

如果不用with语句，代码如下：

file = open("/tmp/foo.txt")
data = file.read()
file.close()

上面代码有两个问题，一是可能忘记关闭文件句柄；二是文件读取数据发生异常，没有进行任何处理。

下面是处理异常的加强版本：

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

上面这段代码运行没有问题，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("/tmp/foo.txt") as file:
    data = file.read()

2. with语句工作流程

这看起来充满魔法，但不仅仅是魔法，Python对with的处理还很聪明。基本思想是with所求值的对象必须有一个__enter__()方法，一个__exit__()方法。

紧跟with后面的语句被求值后，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。

下面例子可以具体说明with如何工作：

class Sample:
    def __enter__(self):
        print "In __enter__()"
        return "Foo"
    
    def __exit__(self, type, value, trace):
        print "In __exit__()"
        
def get_sample():
    return Sample()

with get_sample() as sample:
    print "sample:", sample

运行代码，输出如下

In enter()
sample: Foo
In exit()

正如你看到的，

1. __enter__()方法被执行
2. __enter__()方法返回的值 - 这个例子中是"Foo"，赋值给变量'sample'
3. 执行代码块，打印变量"sample"的值为 "Foo"
4. __exit__()方法被调用
with真正强大之处是它可以处理异常。可能你已经注意到Sample类的__exit__方法有三个参数- val, type 和 trace。 这些参数在异常处理中相当有用。我们来改一下代码，看看具体如何工作的。

class Sample:
    def __enter__(self):
    	return self
	def __exit__(self, type, value, trace):
    	print "type:", type
    	print "value:", value
    	print "trace:", trace
 
def do_something(self):
    bar = 1/0
    return bar + 10

with Sample() as sample:
    sample.do_something()

这个例子中，with后面的get_sample()变成了Sample()。这没有任何关系，只要紧跟with后面的语句所返回的对象有__enter__()和__exit__()方法即可。此例中，Sample()的__enter__()方法返回新创建的Sample对象，并赋值给变量sample。

代码执行后：

bash-3.2$ ./with_example02.py
type: <type 'exceptions.ZeroDivisionError'>
value: integer division or modulo by zero
trace: <traceback object at 0x1004a8128>
Traceback (most recent call last):
  File "./with_example02.py", line 19, in <module>
    sample.do_something()
  File "./with_example02.py", line 15, in do_something
    bar = 1/0
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

实际上，在with后面的代码块抛出任何异常时，__exit__()方法被执行。正如例子所示，异常抛出时，与之关联的type，value和stack trace传给__exit__()方法，因此抛出的ZeroDivisionError异常被打印出来了。开发库时，清理资源，关闭文件等等操作，都可以放在__exit__方法当中。

因此，Python的with语句是提供一个有效的机制，让代码更简练，同时在异常产生时，清理工作更简单。