Python中的RAII-离开示波器时自动销毁

Question

我一直试图在Python中找到RAII。资源分配即初始化是C
++中的一种模式，通过该模式可以在创建对象时对其进行初始化。如果失败，则抛出异常。这样，程序员便知道该对象永远不会处于半构建状态。Python可以做到这一点。

但是RAII还可以使用C ++的作用域规则来确保对象的及时销毁。一旦变量从堆栈弹出，它就会被销毁。这可能在Python中发生，但前提是没有外部或循环引用。

更重要的是，对象的名称仍然存在，直到该函数处于退出状态（有时更长）为止。模块级别的变量将在模块的生命周期内持续存在。

如果执行以下操作，我想得到一个错误：

for x in some_list:
    ...

... 100 lines later ...

for i in x:
    # Oops! Forgot to define x first, but... where's my error?
    ...

使用完后，我可以手动删除这些名称，但这很丑陋，需要我自己付出一些努力。

在这种情况下，我希望它能做到：

for x in some_list:
    surface = x.getSurface()
    new_points = []
    for x,y,z in surface.points:
        ...     # Do something with the points
        new_points.append( (x,y,z) )
    surface.points = new_points
    x.setSurface(surface)

Python在功能级别上进行了一些范围界定，但不在缩进级别上进行。要求我创建一个新函数只是为了限制变量的范围似乎很愚蠢，这样我就可以重用名称。

Python 2.5具有“ with”语句，
但是它要求我显式地放入__enter__和__exit__函数，并且通常看起来更倾向于清理文件和互斥锁之类的资源，而与退出向量无关。它没有作用域。还是我错过了什么？

我已经搜索了“ Python RAII”和“
Python范围”，但找不到任何直接且权威地解决该问题的方法。我已经查看了所有PEP。该概念似乎在Python中未得到解决。

我是一个坏人，因为我想在Python中使用作用域变量吗？难道这是非Pythonic的吗？

我不傻吗？

也许我正在尝试摆脱语言动态方面的好处。有时想要扩大范围是否自私？

我是否懒于想要编译器/解释器捕获我的疏忽变量重用错误？好吧，是的，我当然很懒，但是我会以一种不好的方式懒惰吗？

Answer 1

tl; dr RAII是不可能的，通常将其与作用域混合使用，而当您错过这些额外的作用域时，则可能是在编写错误的代码。

也许我没有收到您的问题，或者您没有获得关于Python的一些非常重要的知识……首先，在垃圾回收语言中，与范围相关的确定性对象破坏是 不可能的
。Python中的变量仅是引用。您不希望在指向该malloc内存free的指针超出范围时立即对其进行存储，对吗？在 某些
情况下，如果您碰巧使用引用计数，则是实际的例外-但没有一种语言足以使确切的实现陷入僵局。

而且， 即使 您像CPython中那样具有引用计数，它也是实现细节。通常，包括在Python中有各种 不
使用引用计数的实现在内，您应该编写代码，就像每个对象都在周围徘徊，直到内存用尽。

至于在其余函数调用中存在的名称：您 可以
通过该del语句从当前或全局范围中删除名称。但是，这与手动内存管理无关。它只是删除参考。这可能会或可能不会触发被引用对象进行GC，这不是练习的重点。

• 如果您的代码足够长从而导致名称冲突，则应编写较小的函数。并使用更具描述性，不太可能发生冲突的名称。嵌套循环覆盖out循环的迭代变量时也是如此：我还没有遇到这个问题，所以也许您的名字没有足够的描述性，或者您应该将这些循环分开？

您是正确的，with与确定范围无关，仅与确定性清理无关（因此，它最终与RAII重叠，但与手段无关）。

也许我正在尝试摆脱语言动态方面的好处。有时想要扩大范围是否自私？

不能。体面的词法作用域是独立于动态/静态的优点。诚然，Python（2-3个已基本解决）在这方面有弱点，尽管它们更多地存在于闭包领域。

但是要解释“为什么”：Python 必须
在开始新作用域的位置上保持保守，因为无需声明，否则，对名称的赋值会使它成为最内部/当前作用域的局部名称。因此，例如，如果for循环具有自己的作用域，则无法轻松地在循环外部修改变量。

我是否懒于想要编译器/解释器捕获我的疏忽变量重用错误？好吧，是的，我当然很懒，但是我会以一种不好的方式懒惰吗？

同样，我认为偶然重用名称（以引入错误或陷阱的方式）很少而且反而很少。

编辑：要尽可能清楚地再次声明：

• 使用GC的语言无法进行基于堆栈的清理。 顾名思义，它是不可能的：变量是对堆上对象的许多潜在引用之一，这些对象既不知道也不关心变量何时超出范围，并且所有内存管理都在GC的手中，GC在其运行时就运行喜欢，而不是弹出堆栈框架时。资源清理的解决方式有所不同，请参见下文。
• 确定性清除通过该with语句进行。是的，它没有引入新的作用域（请参阅下文），因为这不是它的用途。它不会删除托管对象绑定的名称也不会删除-尽管如此，清理仍在进行，剩下的就是“别碰我，我不可用”对象（例如，关闭的文件流）。
• Python对每个函数，类和模块都有一个作用域。 期。无论您是否喜欢，这就是这种语言的工作方式。如果要/“需要”更细粒度的作用域，请将代码分成更细粒度的函数。您可能希望有更精细的作用域，但是没有-并且出于此答案前面指出的原因（“编辑：”上方的三个段落），有一定的原因。不管喜欢与否，但这是语言的工作方式。