json, pickle 补充

2021-01-04 00:28

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标签:write   toolbar   数据类型转换   das   for   类型   class   现在   文件操作   

二、序列化模块

       什么叫序列化—--将原本的字典、列表等内容转换成一个字符串的过程就叫做序列化。

       为什么要有序列化模块?

    比如,我们在python代码中计算的一个数据需要给另外一段程序使用,那我们怎么给?现在我们能想到的方法就是存在文件里,然后另一个python程序再从文件里读出来。但是我们都知道,对于文件来说是没有字典这个概念的,所以我们只能将字典转换成字符串放到文件中。你一定会问,将字典转换成一个字符串很简单,就是str(dic)就可以办到了,为什么我们还要学习序列化模块呢?没错,序列化的过程就是从dic 变成str(dic)的过程。现在你可以通过str(dic),将一个名为dic的字典转换成一个字符串,但是你要怎么把一个字符串转换成字典呢?聪明的你肯定想到了eval(),如果我们将一个字符串类型的字典str_dic传给eval,就会得到一个返回的字典类型了。eval()函数十分强大,但是eval是做什么的?官方demo解释为:将字符串str当成有效的表达式来求值并返回计算结果。BUT!强大的函数有代价。安全性是其最大的缺点。想象一下,如果我们从文件中读出的不是一个数据结构,而是一句"删除文件"类似的破坏性语句,那么后果实在不堪设想。而使用eval就要担这个风险。所以,我们并不推荐用eval方法来进行反序列化操作(将str转换成python中的数据结构)。

  为什么要把其他数据类型转换成字符串?(使用序列化的场景)

    1)能够在网络上传输的只能是bytes,

    2)能够存储在文件里的只有bytes和str

       序列化的目的:

              1)以某种存储形式使自定义对象持久化;

              2)将对象从一个地方传递到另一个地方;

              3)使程序更具维护性;

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1、json模块

         json模块提供了四个功能:序列化(dumps和dump)、反序列化(loads和load)。如下示例:

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  import json
  dic = {‘key‘ : ‘value‘,‘key2‘ : ‘value2‘}
  ret = json.dumps(dic)  # 序列化
  print(dic,type(dic))   # {‘key‘: ‘value‘, ‘key2‘: ‘value2‘} 
  print(ret,type(ret))   # {"key": "value", "key2": "value2"} 

  res = json.loads(ret) # 反序列化
  print(res,type(res))   # {‘key‘: ‘value‘, ‘key2‘: ‘value2‘} 
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  # json能够序列化的数据有什么特点,请看下面几个示例,并分析结果:
  # 问题1:字典的key是整型,经过序列化和反序列化变成字符串类型
  # 问题2:字典的value是元组,经过序列化和反序列化变成了列表类型
  dic = {1 : [1,2,3], 2 : (4,5,‘aa‘)}
  ret = json.dumps(dic)  # 序列化
  print(dic,type(dic))  # {1: [1, 2, 3], 2: (4, 5, ‘aa‘)} 
  print(ret,type(ret))  # {"1": [1, 2, 3], "2": [4, 5, "aa"]} 

  res = json.loads(ret) # 反序列化
  print(res,type(res))  # {‘1‘: [1, 2, 3], ‘2‘: [4, 5, ‘aa‘]} 

  # 问题3:set集合类型不能被json序列化
  # 问题4:字典的键必须是字符串才能被json序列化
  s = {1,2,‘aaa‘}
  json.dumps(s)  # 报错:TypeError: Object of type ‘set‘ is not JSON serializable
  json.dumps({(1,2,3):123})   # 报错:TypeError: keys must be a string
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  总结:json在所有的语言之间都通用:即json序列化的数据,在python上序列化了,那在java中也可以反序列化,所以json能够处理的数据类型是非常有限的,只有字符串,列表,字典,数字这几种类型,而且字典中的key只能是字符串。

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  # 向文件中记录字典
  import json
  dic = {‘key‘ : ‘value‘,‘key2‘ : ‘value2‘}
  ret = json.dumps(dic) # 序列化(将序列化结果写入内存,下面从内存中读取写入文件)
  with open(‘json_file‘,‘a‘) as f:
   f.write(ret)  # 向文件json_file中写入字典{"key": "value", "key2": "value2"}

  # 从文件中读取字典
  with open(‘json_file‘,‘r‘) as f:
   str_dic = f.read() # 文件中读取后写入内存
  dic = json.loads(str_dic)  # 将内存中的字符串反序列化
  print(dic)  # 将反序列化的结果打印{‘key‘: ‘value‘, ‘key2‘: ‘value2‘}
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  # dump和load是直接操作文件的,如下示例:
  dic = {‘key1‘ : ‘value1‘,‘key2‘ : ‘value2‘}
  with open(‘json_file‘,‘a‘) as f:
      json.dump(dic,f)  # 向文件json_file中写入:{"key1": "value1", "key2": "value2"}

  with open(‘json_file‘,‘r‘) as f:
      dic = json.load(f)
  print(dic)  # {‘key1‘: ‘value1‘, ‘key2‘: ‘value2‘}
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  总结:如果你是处理和文件相关的(往文件里边写或者从文件里边读),那么可以用dump和load;如果是处理网络上传输的数据时,此时数据都是在内存里,这是就要用dumps和loads。

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    # 问题5 不支持连续的存 取
  dic = {‘key1‘ : ‘value1‘,‘key2‘ : ‘value2‘}
  with open(‘json_file‘,‘a‘) as f:
      json.dump(dic,f)
      json.dump(dic,f)
      json.dump(dic,f)

  with open(‘json_file‘,‘r‘) as f:
      dic = json.load(f)
  print(dic.keys())
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  总结:上面程序中虽然成功通过dump多次向文件中存入3个字典,但是load会报错# 也就是说load只能读取存一个字典的文件,嵌套字典也可以,但最外层只能是一个。

那么现在有个需求:就是想要把一个一个的字典放到文件中,再一个一个的取出来,该怎么实现?如下示例:

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  dic = {‘key1‘ : ‘value1‘,‘key2‘ : ‘value2‘}
  with open(‘json_file‘,‘a‘) as f:
      str_dic = json.dumps(dic)
      f.write(str_dic+‘\n‘)
      str_dic = json.dumps(dic)
      f.write(str_dic + ‘\n‘)
      str_dic = json.dumps(dic)
      f.write(str_dic + ‘\n‘)

  with open(‘json_file‘,‘r‘) as f:
      for line in f:
          dic = json.loads(line.strip())
          print(dic)
  # 结果为:
  # {‘key1‘: ‘value1‘, ‘key2‘: ‘value2‘}
  # {‘key1‘: ‘value1‘, ‘key2‘: ‘value2‘}
  # {‘key1‘: ‘value1‘, ‘key2‘: ‘value2‘}
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综上:json的dumps、loads-----在内存中做数据转换:

                     dumps 序列化 数据类型 转成 字符串;

        loads 反序列化 字符串 转成 数据类型;

       json的dump、load----直接将数据类型写入文件,直接从文件中读出数据类型:

                     dump 序列化 数据类型 写入 文件 反序列化;

                     load 反序列化 文件中 读出 数据类型;

  json是所有语言都通用的一种序列化格式,只支持列表、字典、字符串、数字,且字典的key必须是字符串。

# ensure_ascii 关键字参数
    dic = {key:你好}
    print(json.dumps(dic))  # {"key": "\u4f60\u597d"}
    print(json.dumps(dic,ensure_ascii=False))  # "key": "你好"}
# json 的格式化输出
    data = {username:[李华,二愣子],sex:male,age:16}
    json_dic2 = json.dumps(data,sort_keys=True,indent=4,separators=(,,:),ensure_ascii=False)
    print(json_dic2)
    # 结果为:
    # {
    #     "age":16,
    #     "sex":"male",
    #     "username":[
    #         "李华",
    #         "二愣子"
    #     ]
    # }

 

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    # ensure_ascii 关键字参数
    dic = {‘key‘:‘你好‘}
    print(json.dumps(dic))  # {"key": "\u4f60\u597d"}
    print(json.dumps(dic,ensure_ascii=False))  # "key": "你好"}
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    # json 的格式化输出
    data = {‘username‘:[‘李华‘,‘二愣子‘],‘sex‘:‘male‘,‘age‘:16}
    json_dic2 = json.dumps(data,sort_keys=True,indent=4,separators=(‘,‘,‘:‘),ensure_ascii=False)
    print(json_dic2)
    # 结果为:
    # {
    #     "age":16,
    #     "sex":"male",
    #     "username":[
    #         "李华",
    #         "二愣子"
    #     ]
    # }
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2、pickle模块

  pickle模块提供了四个功能:序列化,存(dumps、dump)、反序列化,读(loads、load),此外,pickle模块不仅可以序列化字典,列表...它可以把python中任意的数据类型序列化

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  import pickle
  dic = {(1,2,3):{‘a‘,‘b‘},1:‘abc‘}
  ret = pickle.dumps(dic)  # dumps序列化的结果只能是字节
  print(ret)  # 结果为:b‘\x80\x03}q\x00(K\x01K\x02K\x03\x87q\x01cbuiltins\nset\nq\x02]q\x03(X\x01\x00
  \x00\x00aq\x04X\x01\x00\x00\x00bq\x05e\x85q\x06Rq\x07K\x01X\x03\x00\x00\x00abcq\x08u.‘   print(pickle.loads(ret)) # {(1, 2, 3): {‘b‘, ‘a‘}, 1: ‘abc‘}   # pickle模块的dump、load 的和文件操作   with open(‘pickle_file‘,‘wb‘) as f:   pickle.dump(dic,f)   with open(‘pickle_file‘,‘rb‘) as f:   ret = pickle.load(f)   print(ret,type(ret))   # pickle可以多次dump和load   dic = {(1,2,3):{‘a‘,‘b‘},1:‘abc‘}   dic1 = {(1,2,3):{‘a‘,‘b‘},2:‘abc‘}   dic2 = {(1,2,3):{‘a‘,‘b‘},3:‘abc‘}   dic3 = {(1,2,3):{‘a‘,‘b‘},4:‘abc‘}   with open(‘pickle_file‘,‘wb‘) as f:   pickle.dump(dic, f)   pickle.dump(dic1, f)   pickle.dump(dic2, f)   pickle.dump(dic3, f)   with open(‘pickle_file‘,‘rb‘) as f:   ret = pickle.load(f)   print(ret,type(ret))   ret = pickle.load(f)   print(ret,type(ret))   ret = pickle.load(f)   print(ret, type(ret))   ret = pickle.load(f)   print(ret, type(ret))   # ret = pickle.load(f) # EOFError: Ran out of input   # print(ret, type(ret)) # dump了4个字典,第5次load会报错   # 结果为:   # {(1, 2, 3): {‘b‘, ‘a‘}, 1: ‘abc‘}   # {(1, 2, 3): {‘b‘, ‘a‘}, 2: ‘abc‘}   # {(1, 2, 3): {‘b‘, ‘a‘}, 3: ‘abc‘}   # {(1, 2, 3): {‘b‘, ‘a‘}, 4: ‘abc‘} # 改进    with open(‘pickle_file‘,‘rb‘) as f:   while True:   try: ret = pickle.load(f) print(ret,type(ret)) except EOFError: break
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总结:1)pickle模块序列化支持在python中几乎所有数据类型;

           2)pickle模块的dumps/dump序列化的结果只能是字节;

           3)只能在python中使用;

           4)在和文件操作的时候,需要用rb wb的模式打开文件;

           5)可以多次dump和多次load;

json, pickle 补充

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原文地址:https://www.cnblogs.com/Teyisang/p/13638067.html


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