Python学习笔记(二十五)序列化_JSON基础

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Python学习笔记(二十五)序列化_JSON基础相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

摘抄自:https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/00143192607210600a668b5112e4a979dd20e4661cc9c97000

本文章完全用于个人复习使用,侵删;

 

把变量从内存中变成可存储或传输的过程称之为序列化,在Python中叫pickling

序列化之后,就可以把序列化后的内容写入磁盘,或者通过网络传输到别的机器上。

反过来,把变量内容从序列化的对象重新读到内存里称之为反序列化,即unpickling

Python提供了pickle模块来实现序列化。

首先,我们尝试把一个对象序列化并写入文件:

>>> import pickle
>>> d = dict(name=Bob, age=20, score=88)
>>> pickle.dumps(d)
b\x80\x03}q\x00(X\x03\x00\x00\x00ageq\x01K\x14X\x05\x00\x00\x00scoreq\x02KXX\x04\x00\x00\x00nameq\x03X\x03\x00\x00\x00Bobq\x04u.

pickle.dumps()方法把任意对象序列化成一个bytes,然后,就可以把这个bytes写入文件。或者用另一个方法pickle.dump()直接把对象序列化后写入一个file-like Object:

>>> f = open(dump.txt, wb)
>>> pickle.dump(d, f)
>>> f.close()

看看写入的dump.txt文件,一堆乱七八糟的内容,这些都是Python保存的对象内部信息。

当我们要把对象从磁盘读到内存时,可以先把内容读到一个bytes,然后用pickle.loads()方法反序列化出对象,也可以直接用pickle.load()方法从一个file-like Object中直接反序列化出对象。我们打开另一个Python命令行来反序列化刚才保存的对象:

>>> f = open(dump.txt, rb)
>>> d = pickle.load(f)
>>> f.close()
>>> d
{age: 20, score: 88, name: Bob}

Pickle的问题和所有其他编程语言特有的序列化问题一样,就是它只能用于Python,并且可能不同版本的Python彼此都不兼容,因此,只能用Pickle保存那些不重要的数据,不能成功地反序列化也没关系。

JSON

如果我们要在不同的编程语言之间传递对象,就必须把对象序列化标准格式,比如XML,但更好的方法是序列化为JSON,因为JSON表示出来就是一个字符串,可以被所有语言读取,也可以方便地存储到磁盘或者通过网络传输。JSON不仅是标准格式,并且比XML更快,而且可以直接在Web页面中读取,非常方便。

JSON表示的对象就是标准的JavaScript语言的对象,JSON和Python内置的数据类型对应如下:

JSON类型 Python类型
{} dict
[] list
"string" str
1234.56 int或float
true/false True/False
null None

 

Python内置的json模块提供了非常完善的Python对象到JSON格式的转换。我们先看看

如何把Python对象变成一个JSON

>>> import json
>>> d = dict(name=Bob, age=20, score=88)
>>> json.dumps(d)
{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}

dumps()方法返回一个str,内容就是标准的JSON。类似的,dump()方法可以直接把JSON写入一个file-like Object

 

JSON反序列化为Python对象

loads()或者对应的load()方法,前者把JSON的字符串反序列化,后者file-like Object中读取字符串并反序列化

>>> json_str = {"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}
>>> json.loads(json_str)
{age: 20, score: 88, name: Bob}

由于JSON标准规定JSON编码是UTF-8,所以我们总是能正确地在Python的str与JSON的字符串之间转换。

 

JSON进阶

Python的dict对象可以直接序列化为JSON的{},不过,很多时候,我们更喜欢用class表示对象,比如定义Student类,然后序列化

import json

class Student(object):
    def __init__(self, name, age, score):
        self.name = name
        self.age = age
        self.score = score

dumps()方法还提供了一大堆的可选参数:

https://docs.python.org/3/library/json.html#json.dumps

可选参数default就是把任意一个对象变成一个可序列为JSON的对象,我们只需要为Student专门写一个转换函数,再把函数传进去即可

def student2dict(std):
    return {
        name: std.name,
        age: std.age,
        score: std.score
    }

这样,Student实例首先被student2dict()函数转换成dict,然后再被顺利序列化为JSON:

>>> print(json.dumps(s = Student(‘Bob‘, 20, 88), default=student2dict)) 
{
"age": 20, "name": "Bob", "score": 88}

 

不过,下次如果遇到一个Teacher类的实例,照样无法序列化为JSON。我们可以偷个懒,把任意class的实例变为dict

print(json.dumps(s, default=lambda obj: obj.__dict__))

因为通常class的实例都有一个__dict__属性,它就是一个dict用来存储实例变量。也有少数例外,比如定义了__slots__的class。

 

同样的道理,如果我们要把JSON反序列化为一个Student对象实例loads()方法首先转换出一个dict对象,然后,我们传入的object_hook函数负责把dict转换为Student实例

def dict2student(d):
    return Student(d[name], d[age], d[score])

运行结果如下:

>>> json_str = {"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}
>>> print(json.loads(json_str, object_hook=dict2student))
<__main__.Student object at 0x10cd3c190>

打印出的是反序列化的Student实例对象。

小结

Python语言特定的序列化模块是 pickle,但如果要把序列化搞得更通用、更符合Web标准,就可以使用json模块

json模块的dumps()loads()函数是定义得非常好的接口的典范。当我们使用时,只需要传入一个必须的参数。但是,当默认的序列化或反序列机制不满足我们的要求时,我们又可以传入更多的参数来定制序列化或反序列化的规则,既做到了接口简单易用,又做到了充分的扩展性和灵活性。

 

以上是关于Python学习笔记(二十五)序列化_JSON基础的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Python学习笔记(二十五)操作文件和目录

Python学习笔记十五_开发接口

学习笔记第二十五节课

C1认证之web基础知识及习题——我的学习笔记

Python学习笔记——基础篇第五周——json & pickle 模块

Python学习笔记(十五)