如何在使用Python ‘with’语句时捕捉异常？

在Python中，使用’with’语句是非常便捷的方式，它可以自动处理资源的申请与释放。而当我们在使用’with’语句时，也需要注意异常处理的问题。本文将会为您介绍如何在使用’with’语句时捕捉异常。

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1. Python中的with语句

Python中的’with’语句是一种自动处理资源申请与释放的语句，它可以自动调用指定对象的__enter__和__exit__方法，并且可以带有异常处理机制。’with’语句的语法格式如下：

with expression [as variable]:
    with-block

其中，expression必须是支持上下文管理器协议的对象，with-block是一个代码块，可以访问到variable。

2. 使用with语句的好处

现在，我们可以以使用文件对象为例来说明’with’语句的好处了。传统的文件操作需要手动打开、读取、关闭文件，而这个过程中很容易出现错误，如文件打开失败、读取错误或者忘记关闭文件等等。而使用’with’语句就可以轻松避免这些问题，而且代码看起来也更加简洁。

# 传统文件操作方式
f = open('test.txt', 'r')
try:
    data = f.read()
finally:
    f.close()

# 使用with语句
with open('test.txt', 'r') as f:
    data = f.read()

可以看到，使用’with’语句的代码量大大减少，并且避免了手动关闭文件的问题。

3. 使用with语句时的异常处理

在使用’with’语句时，如果with-block中的代码出现异常，Python会自动调用指定对象的’exit‘方法，来释放资源。那么，如果我们需要在释放资源时处理异常，应该怎么做呢？

为了更好地理解这个问题，我们可以以一个自定义上下文管理器的例子进行说明。

class MyContext:
    def __enter__(self):
        print('enter')
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        print('exit')

    def do_something(self):
        print('do something')
        raise Exception('error')

这个自定义上下文管理器(MyContext)中，我们定义了’enter‘和’exit‘方法，并抛出了一个异常。现在，我们可以使用’with’语句来使用这个上下文管理器，并且在异常发生时进行处理。代码如下：

with MyContext() as mc:
    mc.do_something()

这段代码会产生如下的输出：

enter
do something
exit
Traceback (most recent call last):
  File "", line 2, in <module>
  File "", line 13, in do_something
Exception: error

可以看到，在MyContext实例的’do_something’方法中抛出了一个异常，并且在执行完整个代码块后，调用了’exit‘方法释放资源。但是，这个抛出的异常并没有被处理。我们需要在’exit‘方法中对其进行处理。

class MyContext:
    def __enter__(self):
        print('enter')
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        print('exit')
        if exc_type is not None:
            print('exception caught:', exc_type, exc_value)

    def do_something(self):
        print('do something')
        raise Exception('error')

在’exit‘方法中，我们先判断异常类型是否为None，如果是，则说明with-block中没有产生异常，直接跳过处理；反之，则输出异常信息。现在，我们再次执行上面的代码块，得到如下的输出：

enter
do something
exit
exception caught: <class 'Exception'> error
Traceback (most recent call last):
  File "", line 2, in <module>
  File "", line 17, in do_something
Exception: error

可以看到，现在在MyContext实例的’do_something’方法中抛出异常时，’exit‘方法成功地捕捉到了这个异常，并进行了处理。