70Python核心精要：json模块和pickle模块

Posted 2021-04-30 FinTech修行僧

Python核心精要：json模块和pickle模块

Python用于序列化的两个模块：json模块和pickle模块

持久性

持久性就是指保持对象，甚至在多次执行同一程序之间也保持对象。

持久性的思想

持久性的基本思想很简单。假定有一个 Python 程序，它可能是一个管理日常待办事项的程序，您希望在多次执行这个程序之间可以保存应用程序对象（待办事项）。换句话说，您希望将对象存储在磁盘上，便于以后检索。这就是持久性。

要达到这个目的，有几种方法，每一种方法都有其优缺点。

例如，可以将对象数据存储在某种格式的文本文件中，譬如 CSV 文件。或者可以用关系数据库，譬如 Gadfly、mysql、PostgreSQL 或者 DB2。这些文件格式和数据库都非常优秀，对于所有这些存储机制，Python 都有健壮的接口。

这些存储机制都有一个共同点：存储的数据是独立于对这些数据进行操作的对象和程序。

这样做的好处是，数据可以作为共享的资源，供其它应用程序使用。缺点是，用这种方式，可以允许其它程序访问对象的数据，这违背了面向对象的封装性原则 — 即对象的数据只能通过这个对象自身的公共（public）接口来访问。

另外，对于某些应用程序，关系数据库方法可能不是很理想。尤其是，关系数据库不理解对象。相反，关系数据库会强行使用自己的类型系统和关系数据模型（表），每张表包含一组元组（行），每行包含具有固定数目的静态类型字段（列）。如果应用程序的对象模型不能够方便地转换到关系模型，那么在将对象映射到元组以及将元组映射回对象方面，会碰到一定难度。这种困难常被称为阻碍性不匹配（impedence-mismatch）问题。

对象持久性

如果希望透明地存储 Python 对象，而不丢失其身份和类型等信息，则需要某种形式的对象序列化：它是一个将任意复杂的对象转成对象的文本或二进制表示的过程。同样，必须能够将对象经过序列化后的形式恢复到原有的对象。

在 Python 中，这种序列化过程称为 pickle，可以将对象 pickle 成字符串、磁盘上的文件或者任何类似于文件的对象，也可以将这些字符串、文件或任何类似于文件的对象 unpickle 成原来的对象。

序列化（Serialization）

将对象的状态信息转换为可以存储或可以通过网络传输的过程，传输的格式可以是JSON，XML等。

反序列化

就是从存储区域（JSON，XML）读取反序列化对象的状态，重新创建该对象。

JSON（Java Script Object Notation）

一种轻量级数据交互格式，相对于XML而言更简单，也易于阅读和编写，机器也方便解析和生成，Json是javascript中的一个子集。

python的json模块序列化与反序列化的过程分别是encoding和  decoding：

• encoding：把一个python对象编码转换成Json字符串；

• decoding：把json格式字符串解码转换成python对象；

json模块

json用于【字符串】和 【python基本数据类型】 间进行转换

json提供四个功能：dumps, dump, loads, load

(1)json.dumps(data)功能

将python对象通过特殊的形式转换为所有程序语言都认识的字符串，即json

(2)json.dump(data,f)功能

将python对象通过特殊的形式转换为所有程序语言都认识的字符串，即json，并写入文件，其中 f 是打开的文件对象

(3)json.loads(data)功能

将json编码的字符串再转换为python的数据对象

(4)json.load(f)功能

从数据文件中读取数据,并将json编码的字符串转换为python的数据对象

json编码支持的基本类型有：None, bool, int, float, string, list, tuple, dict

对于字典，json会假设key是字符串（字典中的任何非字符串key都会在编码时转换为字符串），要符合JSON规范，应该只对python列表和字典进行编码。此外，在WEB应用中，把最顶层对象定义为字典是一种标准做法。

json编码的格式几乎和python语法一致，略有不同的是：True会被映射为true,False会被映射为false,None会被映射为null，元组()会被映射为列表[]，因为其他语言没有元组的概念，只有数组，也就是列表。

python 原始类型向 json 类型的转化对照表：

json 类型转换到 python 的类型对照表：

pickle模块

pickle用于【python特有的类型】和【python的数据类型】间进行转换

pickle提供四个功能：dumps,dump,loads,load

(1)pickle.dumps(data) 

将数据通过特殊的形式转换为只有python语言认识的字符串

(2)pickle.dump(data,f) 

将数据通过特殊的形式转换为只有python语言认识的字符串，并写入文件

注意，这里用open函数时，其写入方式必须为wb，否则会报错。

(3)pickle.loads(data)  

将pickle数据转换为python的数据结构

(4)pickle.load(f) 

从数据文件中读取数据，并转换为python的数据结构

注意，这里用open函数时，读取方式必须为rb，否则会报错。

pickle可以存储什么类型的数据呢？

• 所有python支持的原生类型：布尔值，整数，浮点数，复数，字符串，字节，None。

• 由任何原生类型组成的列表，元组，字典和集合。

• 函数，类，类的实例

pickle的使用方式和json基本一样。

参考文献

【1】http://www.runoob.com/python/python-json.html

【2】http://www.cnblogs.com/wang-yc/p/5616187.html

【3】http://www.cnblogs.com/wang-yc/p/5616579.html

【4】http://www.cnblogs.com/cobbliu/archive/2012/09/04/2670178.html