Python 對象序列化與反序列化之pickle json詳細解析

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引言

將對象的狀態信息轉換為可以存儲或傳輸的形式的過程叫作序列化

類似地從序列化後的數據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'

註意：pickle 序列化後數據都是字節(bytes)類型

pickle 也可以把對象序列化保存到文件，然後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，但它隻適用於 Python 語言，所以不方便數據交換。例如你將數據發給前端，js 則無法將數據轉成自己想要的。

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絡傳輸進行數據交換。

json 字符串表示的對象就是 js 的對象，json 和 Python 內置的數據類型對應如下：

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

報錯瞭，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，然後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 default 就是把任意一個對象變成一個可序列為JSON的對象，我們隻需要為 User 專門寫一個轉換函數，再把函數傳進去即可：

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。也有少數例外，比如定義瞭 __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"}'

註意：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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到此這篇關於Python 對象序列化詳細解析的文章就介紹到這瞭,更多相關Python 對象序列化內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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