引言
将对象的状态信息转换为可以存储或传输的形式的过程叫作序列化
类似地从序列化后的数据转换成相对应的对象叫作 反序列化
本文介绍 Python 将对象序列化和反序化的两个模块
- 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
自定义的对象也能序列化
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 序列化后数据都是字节(bytes)类型
pickle 也可以把对象序列化保存到文件，然后从文件反序化回对象。
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()
从文件反序化回对象
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 模块虽然可以将对象序列化，但它只适用于 Python 语言，所以不方便数据交换。例如你将数据发给前端，js 则无法将数据转成自己想要的。
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为标准格式，比如 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进行数据交换。
json 字符串表示的对象就是 js 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' 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', '写代码'],
...: '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
}'
# 对应的反序列化
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', '写代码'],
'other': None}
In [18]: type(info_d)
Out[18]: dict
看看自定义的类对象能不能 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
报错了，说 User 对象不能 json 序列化。有没有方法可以让自定义的对象可以转成 json，肯定是有的。
大致思路就是先把User对象转成可以被 json 序列化的对象，例如 dict 等，然后再把可序列化的对象给 json 模块。
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"}'
也可以在序列化的时候指定一个转换器，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 User 专门写一个转换函数，再把函数传进去即可：
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"}'
这样虽然可以把自定义的类对象转换成 json 但是要为不同的类专门定制不同的转换器，重复又麻烦，因此想到利用的每个类的 __dict__ 属性来序列化，它是一个 dict 对象，用来存储实例变量。也有少数例外，比如定义了 __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：如果是对象中的属性又嵌套另一个不能直接 json 序列化的对象，使用 __dict__ 属性照样无法正常序列化。
尾语
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