Python 對象序列化與反序列化之pickle json詳細解析
引言
將對象的狀態(tài)信息轉換為可以存儲或傳輸?shù)男问降倪^程叫作序列化
類似地從序列化后的數(shù)據(jù)轉換成相對應的對象叫作 反序列化
本文介紹 Python 將對象序列化和反序化的兩個模塊
- picklejson
- pickle
pickle
# 序列化 In [19]: num = 66 In [20]: s = 'python' In [21]: pi = 3.14 In [22]: li = [1, 2, 3] In [27]: b_num = pickle.dumps(num) In [28]: b_s = pickle.dumps(s) In [29]: b_pi = pickle.dumps(pi) In [30]: b_li = pickle.dumps(li) In [31]: b_num Out[31]: b'\x80\x03KB.' In [32]: b_s Out[32]: b'\x80\x03X\x06\x00\x00\x00pythonq\x00.' In [33]: b_pi Out[33]: b'\x80\x03G@\t\x1e\xb8Q\xeb\x85\x1f.' In [34]: b_li Out[34]: b'\x80\x03]q\x00(K\x01K\x02K\x03e.' In [35]: type(b_li) Out[35]: bytes # 反序列化 In [47]: pickle.loads(b_num) Out[47]: 66 In [48]: pickle.loads(b_s) Out[48]: 'python' In [49]: pickle.loads(b_pi) Out[49]: 3.14 In [50]: li = pickle.loads(b_li) In [51]: li Out[51]: [1, 2, 3] In [52]: type(li) Out[52]: list
自定義的對象也能序列化
class User:
def __init__(self, name, sex):
self.name = name
self.sex = sex
In [38]: user = User('hui', '男')
In [39]: b_user = pickle.dumps(user)
In [40]: b_user
Out[40]: b'\x80\x03c__main__\nUser\nq\x00)\x81q\x01}q\x02(X\x04\x00\x00\x00nameq\x03X\x03\x00\x00\x00huiq\x04X\x03\x00\x00\x00sexq\x05X\x03\x00\x00\x00\xe7\x94\xb7q\x06ub.'
In [41]: type(b_user)
Out[41]: bytes
In [42]: user = pickle.loads(b_user)
In [43]: type(user)
Out[43]: __main__.User
In [44]: user.name
Out[44]: 'hui'
In [45]: user.sex
Out[45]: '男'
注意：pickle 序列化后數(shù)據(jù)都是字節(jié)(bytes)類型
pickle 也可以把對象序列化保存到文件，然后從文件反序化回對象。
import pickle
class User:
def __init__(self, name, sex):
self.name = name
self.sex = sex
user = User('ithui', '男')
f = open('user.txt', mode='wb')
pickle.dump(user, f)
f.close()
從文件反序化回對象
In [3]: f = open('user.txt', 'rb')
...: user = pickle.load(f)
...: f.close()
...:
In [4]: user
Out[4]: <__main__.User at 0x16c58ebef08>
In [5]: user.name
Out[5]: 'ithui'
In [6]: user.sex
Out[6]: '男'
pickle 模塊雖然可以將對象序列化，但它只適用于 Python 語言，所以不方便數(shù)據(jù)交換。例如你將數(shù)據(jù)發(fā)給前端，js 則無法將數(shù)據(jù)轉成自己想要的。
json
如果我們要在不同的編程語言之間傳遞對象，就必須把對象序列化為標準格式，比如 json，因為 json 表示出來就是一個字符串，可以被所有語言讀取，也可以方便地存儲到磁盤或者通過網(wǎng)絡傳輸進行數(shù)據(jù)交換。
json 字符串表示的對象就是 js 的對象，json 和 Python 內置的數(shù)據(jù)類型對應如下：
| JSON類型 | Python類型 |
|---|---|
| {} | dict |
| [] | list |
| "string" | 'str' 或 u'unicode' |
| 3.14 | int 或 float |
| true / false | True / False |
| null | None |
In [7]: import json
In [8]: info_dict = {
...: 'name': 'hui',
...: 'age': 22,
...: 'is_admin': True,
...: 'hobbies': ['下象棋', '寫代碼'],
...: 'other': None
...: }
In [9]: info_json = json.dumps(info_dict)
In [10]: info_json
Out[10]: '{
"name": "hui",
"age": 22,
"is_admin": true,
"hobbies": ["\\u4e0b\\u8c61\\u68cb", "\\u5199\\u4ee3\\u7801"],
"other": null
}'
# 對應的反序列化
In [16]: info_d = json.loads(info_json)
In [17]: info_d
Out[17]:
{'name': 'hui',
'age': 22,
'is_admin': True,
'hobbies': ['下象棋', '寫代碼'],
'other': None}
In [18]: type(info_d)
Out[18]: dict
看看自定義的類對象能不能 json 序列化
In [21]: import json
In [22]: class User:
...:
...: def __init__(self, name, sex):
...:self.name = name
...:self.sex = sex
...:
In [23]: user = User('ithui', '男')
In [24]: json.dumps(user)
TypeError: Object of type User is not JSON serializable
報錯了，說 User 對象不能 json 序列化。有沒有方法可以讓自定義的對象可以轉成 json，肯定是有的。
大致思路就是先把User對象轉成可以被 json 序列化的對象，例如 dict 等，然后再把可序列化的對象給 json 模塊。
In [28]: def user2dict(obj):
...: return {'name': obj.name, 'sex': obj.sex}
...:
...:
In [29]: user = User('ithui', '男')
In [30]: user_dict = user2dict(user)
In [31]: user_dict
Out[31]: {'name': 'ithui', 'sex': '男'}
In [32]: user_json = json.dumps(user_dict)
In [33]: user_json
Out[33]: '{"name": "ithui", "sex": "\\u7537"}'
也可以在序列化的時候指定一個轉換器，可選參數(shù) default 就是把任意一個對象變成一個可序列為JSON的對象，我們只需要為 User 專門寫一個轉換函數(shù)，再把函數(shù)傳進去即可：
In [28]: def user2dict(obj):
...: return {'name': obj.name, 'sex': obj.sex}
...:
...:
In [34]: user_json = json.dumps(user, default=user2dict)
In [35]: user_json
Out[35]: '{"name": "ithui", "sex": "\\u7537"}'
這樣雖然可以把自定義的類對象轉換成 json 但是要為不同的類專門定制不同的轉換器，重復又麻煩，因此想到利用的每個類的 __dict__ 屬性來序列化，它是一個 dict 對象，用來存儲實例變量。也有少數(shù)例外，比如定義了 __slots__ 的 class
In [36]: user.__dict__
Out[36]: {'name': 'ithui', 'sex': '男'}
In [41]: json.dumps(user.__dict__)
Out[41]: '{"name": "ithui", "sex": "\\u7537"}'
注意：如果是對象中的屬性又嵌套另一個不能直接 json 序列化的對象，使用 __dict__ 屬性照樣無法正常序列化。
尾語
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