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創(chuàng)新互聯(lián)Python教程：一文了解Python序列化

程序運行時，所有的變量都儲存在內(nèi)存中，程序結(jié)束運行時，這些占用的內(nèi)存將被系統(tǒng)回收，無法長期儲存，將這些變量轉(zhuǎn)換為可儲存或可通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程稱之為序列化（pickling），序列化后就可以將它們儲存在磁盤或通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。

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1.pickle序列化

python提供了pickle模塊來實現(xiàn)變量的序列化，這個模塊可以將變量轉(zhuǎn)換成字節(jié)碼（bytes）形式儲存，還能將儲存的序列化字節(jié)碼重新還原成數(shù)據(jù)對象；

注意：pickle僅能用于python程序之間交換數(shù)據(jù)，且不同的版本之間并不兼容，需要和其他程序進行通信時，請使用json序列化，它可以在不同編程語言間共享數(shù)據(jù)。

a.pickle普通對象序列化

先來看一個小實例，使用pickle模塊，將幾個不同的對象序列化，這些序列化后的對象可用于網(wǎng)絡(luò)傳輸或儲存到磁盤文件中：

#!/usr/bin/env python3
#coding=utf-8
import os
import pickle
#創(chuàng)建一個字典對象和一個字符串對象
d=dict(one=1,two=2,three=3)
s="python"
print(d) #輸出{'three': 3, 'two': 2, 'one': 1}
print(s) #輸出
 
#將這兩個對象序列化，nd和ns僅保存在內(nèi)存中，可用于網(wǎng)絡(luò)傳輸
nd=pickle.dumps(d)
ns=pickle.dumps(s)
print(nd) #輸出字節(jié)碼"b'\x80\x03}q\x00...."
print(ns) #輸出字節(jié)碼"b'\x80\x03X\x11...."
 
#將序列化后的對象重新還原成數(shù)據(jù)（假設(shè)接收端接收到這些數(shù)據(jù)后，就能夠這樣還原）
nd=pickle.loads(nd)
ns=pickle.loads(ns)
print(nd) #輸出{'three': 3, 'two': 2, 'one': 1}
print(ns) #輸出
 
#創(chuàng)建一個文件testfile，接收字節(jié)碼(wb)，將d對象中的數(shù)據(jù)寫入其中，
#用于本地不同應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)交換(此時如果我們打開testfile文件，
#就會看到一些類似亂碼一樣的字符，實際上是d對象序列化后的數(shù)據(jù))
with open("testfile","wb") as f1:
    pickle.dump(d,f1)
 
#從testfile文件中讀取字節(jié)碼，還原成數(shù)據(jù)
if os.path.isfile("testfile"):
    with open("testfile","rb") as f2:
        print(f2.read()) #輸出"b'\x80\x03}q\x0...."
#因為上一步讀取了數(shù)據(jù)，指針位置要重新設(shè)置成起始位置，
#這僅僅是為了演示給大家看，上面print和seek這兩句可以不寫
        f2.seek(0)
        d=pickle.load(f2) #讀取f2中的數(shù)據(jù)還原
        print(d) #輸出{'three': 3, 'two': 2, 'one': 1}

總結(jié)：僅在內(nèi)存中序列化和還原，使用dumps()和loads()，要將數(shù)據(jù)序列化后保存到文件中使用dump()，從文件中還原數(shù)據(jù)使用load()，兩者只有一個s的區(qū)別，注意不要混淆。

b.pickle類序列化

有時候我們可能要傳輸或保存一個類對象與其中所有的數(shù)據(jù)，python中實現(xiàn)類的序列化十分簡單，與對象序列化沒有什么區(qū)別，請看下面的實例：

#!/usr/bin/env python3
#coding=utf-8
import pickle
########
class A:
    #--------
    def __init__(self,name="py",website="python"):
        self.name=name
        self.website=website
x=A()
x.name="晴刃"
 
#序列化類實例x，可用于網(wǎng)絡(luò)傳輸
nx=pickle.dumps(x)
print(nx) #輸出"b'\x80\x03c__main__...."
 
#還原數(shù)據(jù)
nx=pickle.loads(nx)
print(nx) #輸出"<__main__.A object at 0x7f43c995c080>"
 
#將類對象序列化后保存到磁盤文件中，可用于程序間數(shù)據(jù)交換
with open("testfile","wb") as f1:
    pickle.dump(x,f1)
 
#讀取文件中的數(shù)據(jù)還原
with open("testfile","rb") as f1:
    y=pickle.load(f1)
print(y.name) #輸出"晴刃"
print(y.website) #輸出

2.json序列化

如果要在不同的編程語言之間傳遞對象，可以使用python的json模塊對數(shù)據(jù)進行序列化，json序列化后所有數(shù)據(jù)都被表示成字符串形式，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(luò)傳輸，但在類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時會稍微有點麻煩，沒有pickle那么方便。

a.json普通對象序列化

#!/usr/bin/env python3
#coding=utf-8
import json
 
#創(chuàng)建一個字典對象和一個浮點數(shù)對象
d=dict(one=1,two=2,three=3)
f=3.14
 
print(type(d)) #
print(type(f)) #
 
#普通對象的序列化與pickle相同
nd=json.dumps(d)
nf=json.dumps(f)
 
#轉(zhuǎn)換后所有對象都變成了字符串類型
print(type(nd))
print(type(nf))
print(nd) #"{"three": 3, "two": 2, "one": 1}"
print(nf) #"3.14"
 
#還原數(shù)據(jù)
nd=json.loads(nd)
nf=json.loads(nf)
print(type(nd)) #
print(type(nf)) #
 
#將d對象序列化后儲存到testfile文件中
with open("testfile","w") as f1:
    json.dump(d,f1)
 
#從testfile文件中讀取數(shù)據(jù)并還原
with open("testfile","r") as f1:
    y=json.load(f1)
    print(type(y)) #

b.json類序列化

使用json序列化類會稍顯復(fù)雜，因為json的dump方法不知道如何將一個類轉(zhuǎn)換成字符串，需要我們自己指定一個轉(zhuǎn)換函數(shù)，請看下面的實例：

#!/usr/bin/env python3
#coding=utf-8
import json
 
class A(object):
    def __init__(self,name="py",website="python"):
        self.name=name
        self.website=website
#初始化一個類實例
a=A()
 
#創(chuàng)建一個函數(shù)，將類A中的對象和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字典的形式返回
def  classA2dict(c):
    return {"name":c.name,"website":c.website}
 
#將a使用json序列化，參數(shù)default告訴python解釋器，將前面的對象a傳遞給后面的classA2dict函數(shù)處理，
#classA2dict函數(shù)會返回一個字典類型，這個類型中包含了實例a中所有對象和數(shù)據(jù)的"鍵值對"，
#然后dumps函數(shù)將這個返回的字典類型序列化成字符串類型
x=json.dumps(a,default=classA2dict)
#如果想偷懶不寫classA2dict函數(shù)，有一種簡便方法，使用匿名函數(shù)，并且調(diào)用基類的__dict__函數(shù)，
#這個函數(shù)會完成和classA2dict函數(shù)相同的功能，即將一個類的所有屬性轉(zhuǎn)換成字典"鍵值對"的形式
#x=json.dumps(a,default=lambda obj:obj.__dict__)
 
print(type(x)) #
print(x) #"{"website": "python", "name": "py"}"
 
#字典類型轉(zhuǎn)換成類返回
def dict2classA(d):
    return A(d["name"],d["website"])
 
#將json序列后的數(shù)據(jù)還原成類，object_hook參數(shù)將x轉(zhuǎn)換成字典類型，并傳遞給dict2classA函數(shù)處理，
#dict2classA函數(shù)會讀取這個字典中的每個鍵，將值傳入A類進行初始化，返回一個類對象
x=json.loads(x,object_hook=dict2classA)
print(type(x)) #
print(x.website) 
 
#將序列化的類寫入文件testfile中
with open("testfile","w") as f1:
    json.dump(a,f1,default=classA2dict)
#讀取testfile中的數(shù)據(jù)還原
with open("testfile","r") as f2:
    y=json.load(f2,object_hook=dict2classA)
    print(y.name)

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