Python之数据序列化(json、pickle、shelve)详解
什么是序列化
什么是序列化,把程序中的对象或者变量,从内存中转换为可存储或可传输的过程称为序列化。在 Python 中,这个过程称为 pickling,在其他语言中也被称为 serialization,marshalling,flattening 等。程序中的对象(或者变量)在序列化之后,就可以直接存放到存储设备上,或者直接发送到网络上进行传输。
序列化的逆向过程,即为反序列化(unpickling),就是把序列化的对象(或者变量)重新读到内存中~
Python中序列化的模块
模块名称 | 描述 | 提供的api |
---|---|---|
json | 用于实现Python数据类型与通用(json)字符串之间的转换 | dumps()、dump()、loads()、load() |
pickle | 用于实现Python数据类型与Python特定二进制格式之间的转换 | dumps()、dump()、loads()、load() |
shelve | 专门用于将Python数据类型的数据持久化到磁盘,shelve是一个类似dict的对象,操作十分便捷 | open() |
json模块
大部分编程语言都会提供处理json数据的接口,Python 2.6开始加入了json模块,且把它作为一个内置模块提供,无需下载即可使用。
json支持的数据格式有限,有int str list dict以及特殊的tuple(会将tuple转为list)
Json模块提供了四个功能:dumps、dump、loads、load
dumps和loads主要是在内存内操作,如下:
import json list = ['a','b','c'] list_str = json.dumps(list) print(list_str) #["a", "b", "c"] list2 = json.loads(list_str) print(list2) #['a', 'b', 'c']
而dump和load是从文件内操作,如下:
import json list = ['a','b','c'] with open('test','w',encoding='utf-8') as f: json.dump(list,f) with open('test','r',encoding='utf-8') as f2: json.load(f2)
json模块中的字符编码问题
在Python3中,代码中的字符串都是使用 unicode 格式存放的,序列化之后也是以unicode 格式存放,所以序列化和反序列化过程都不存在问题。
Python2中,代码中的字符串是 str类型,str类型 和 unicode类型 的关系如下所示:
unicode -----> encode --------> str(例如为 utf-8编码)
utf-8(例如为 utf-8编码) --------> decode ----------> unicode
所以在Python2中,序列化过程和反序列化过程都有涉及到转码过程(encode和decode),序列化过程 会先将对象中的字符串 使用utf-8 进行解码(decode),转换为unicode类型后,再存放到文件或者字符串中,反序列化过程 会将 json字符串 使用utf-8 编码(encode),然后存放到内存中的变量~
pickle模块
用法与json类似,不过pickle不能跨语言,优点是它支持python所有的数据类型
需要注意的是,pickle是以bytes类型来进行序列化的
import pickle list = ['a','b','c'] list_str = pickle.dumps(list) print(list_str) #b'\x80\x03]q\x00(X\x01\x00\x00\x00aq\x01X\x01\x00\x00\x00bq\x02X\x01\x00\x00\x00cq\x03e.' list2 = pickle.loads(list_str) print(list2) #['a', 'b', 'c']
而正因为pickle是以bytes类型进行序列化的,所以在用dump和load方法对文件进行写入或者反序列化的时候,要以wb或者rb模式打开,如下:
import pickle list = ['a','b','c'] with open('test','wb') as f: pickle.dump(list,f) with open('test','rb') as f2: pickle.load(f2)
shelve模块
shelve也是python提供给我们的序列化工具,比pickle用起来更简单一些。 shelve只提供给我们一个open方法,是用key来访问的,使用起来和字典类似。
import shelve f = shelve.open('test1') f['key'] = {'a':1, 'b':2, 'c':'sss'} #直接对文件句柄操作,就可以存入数据 f['key2'] = {'d':3, 'e':4, 'f':'ddd'} f.close() f1 = shelve.open('test1') dic1 = f1['key'] #取出数据的时候也只需要直接用key获取即可,但是如果key不存在会报错 dic2 = f1['key2'] f1.close() print(dic1) print(dic2)
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。