python 序列化

本文详细介绍了Python中序列化和反序列化的概念及应用,包括JSON和pickle模块的使用,展示了如何将Python对象转化为可存储或传输的格式,以及如何将这些格式还原为Python对象。

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python序列化

什么是序列化:

如何使用序列化:

什么事序列化

序列化,是将一个抽象概念、逻辑概念转换成字节或者字符数据进行本地的一个过程。就是将类变成字符存储在本地;

反序列化:将存储在本地的对象文件,还原为一个对象;

如何使用序列化

JSON模块:
json.dumps	将 Python 对象编码成 JSON 字符串
json.loads	将已编码的 JSON 字符串解码为 Python 对象
json.dump()用于将dict类型的数据转成str,并写入到json文件中。
json.load()用于从json文件中读取数据

json 类型转换到 python 的类型对照表:

JSONPython
objectdict
arraylist
stringunicode
number (int)int, long
number (real)float
trueTrue
falseFalse
nullNone

python 原始类型向 json 类型的转化对照表:

PythonJSON
dictobject
list, tuplearray
str, unicodestring
int, long, floatnumber
Truetrue
Falsefalse
Nonenull

pickle模块

pickle.dump(obj, file[, protocol])
序列化对象,并将结果数据流写入到文件对象中。参数protocol是序列化模式,默认值为0,表示以文本的形式序列化。protocol的值还可以是12,表示以二进制的形式序列化。    
pickle.load(file)
反序列化对象。将文件中的数据解析为一个Python对象。
pickle.dumps(obj):以字节对象形式返回封装的对象,不需要写入文件中
pickle.loads(bytes_object): 从字节对象中读取被封装的对象,并返回
import json

dict1 = {"name": "wdx", "age": 14, "gender": "男"}
tuple1 = ("a", "b", "c")
if __name__ == "__main__":
    # 使用json.dumps()	将 Python 对象编码成 JSON 字符串
    aa = json.dumps(dict1)
    print(aa)                   # OutPut:{"name": "wdx", "age": 14, "gender": "\u7537"}
    with open("e:/dd.txt","w") as f:
        f.write(aa)              # OutPut:写入成功:{"name": "wdx", "age": 14, "gender": "\u7537"}
    bb = json.dumps(tuple1)
    print(bb)  # OutPut:["a", "b", "c"] 成功将元组转换为json字符串数据
    print(type(bb))
    cc = json.loads(bb)
    print(type(cc))   # 这里将元组转换为了list
import pickle


class PickleTest:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

if __name__ == "__main__":
    aa = pickle.dumps(PickleTest)
    print(aa)
    # aa输出为:b'\x80\x03c__main__\nPickleTest\nq\x00.'
    with open("e:/cc.txt", "wb") as f:
        pickle.dump(PickleTest, f)
        # 文件中内容为:΀彣浟楡彮੟楐正敬敔瑳焊⸀

    with open("e:/cc.txt", "rb") as f:
        bb = pickle.load(f)
        print(bb)
        # bb输出为:<class '__main__.PickleTest'>

Python序列化对象的方法主要是通过 `pickle` 模块实现的。`pickle` 是 Python 的标准库之一,它允许将复杂的 Python 对象(如列表、字典、类实例等)转换为字节流,从而可以存储到文件中或通过网络传输。同样地,也可以使用 `pickle` 模块将这些字节流还原回原始的 Python 对象。 ### 基本用法 #### 序列化对象 (dumps 和 dump) - 使用 `pickle.dumps()` 函数可以将任何可序列化Python 对象转换成字节流。这个过程不会涉及到文件操作,而是直接在内存中完成。 ```python import pickle data = {'key': 'value'} serialized_data = pickle.dumps(data) ``` - 如果需要将对象序列化后写入文件,则可以使用 `pickle.dump()` 函数。这通常与 `with` 语句一起使用以确保文件正确关闭。 ```python with open('data.pickle', 'wb') as file: pickle.dump(data, file) ``` #### 反序列化对象 (loads 和 load) - 当从字节流恢复 Python 对象时,可以使用 `pickle.loads()` 函数。此函数接受一个字节流作为输入,并返回重建后的 Python 对象。 ```python deserialized_data = pickle.loads(serialized_data) ``` - 若要从文件中读取并反序列化数据,应使用 `pickle.load()` 函数。同样推荐使用 `with` 语句来处理文件。 ```python with open('data.pickle', 'rb') as file: loaded_data = pickle.load(file) ``` ### 类实例的序列化和反序列化 对于自定义类的实例,例如下面定义的学生类 `Student`,可以通过实现特定的方法来进行序列化和反序列化操作。 ```python import pickle class Student(object): def __init__(self, no, name, course, score): self.no = no self.name = name self.course = course self.score = score self.fileName = str(self.no) + "_pickle.txt" def save(self): with open(self.fileName, "wb") as fw: pickle.dump(self, fw) def read(self): with open(self.fileName, "rb") as fr: return pickle.load(fr) def __str__(self): return "no:{},name:{},course:{},score:{}".format(self.no, self.name, self.course, self.score) if __name__ == "__main__": no = input("no:") name = input("name:") course = input("course:") score = input("score:") s1 = Student(no, name, course, score) s1.save() print(s1.read()) ``` 以上代码展示了如何创建一个简单的 `Student` 类,并为其添加了保存自身状态到文件以及从文件中恢复自身状态的功能[^3]。 ### 注意事项 尽管 `pickle` 提供了强大的功能来处理 Python 对象的序列化和反序列化,但也存在一些限制和注意事项: - 不是所有的 Python 对象都能被 `pickle` 处理;例如,打开的文件句柄或者数据库连接这样的资源通常不能被正确地序列化。 - 在不同版本的 Python 或者不同的操作系统之间传输经过 `pickle` 序列化的数据可能会遇到兼容性问题。 - 因为 `pickle` 的设计目的是为了在 Python 程序内部使用,所以不建议将其用于跨语言的数据交换。在这种情况下,JSON 或者 XML 可能是更好的选择。 综上所述,`pickle` 是一种非常方便且有效的工具,适用于那些只需要在 Python 环境内部进行数据持久化或通信的应用场景。
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