Python编程：序列化和反序列化

前言

前面在学习时，简单介绍了Python中的序列化和反序列化。我们已经知道，在程序运行的过程中，所有的变量都是在内存中，比如，定义一个dict：，我们可以随时修改变量的值，比如把改成。但是一旦程序结束，变量所占用的内存就被操作系统全部回收。如果没有把修改后的存储到磁盘上，下次重新运行程序，变量又被初始化为。

今天我们就来系统地学习Python中的序列化和反序列化。

序列化和反序列化

在python中，序列化可以理解为：把python的对象编码转换为json格式的字符串，反序列化可以理解为：把json格式字符串解码为python数据对象。

我们把变量从内存中变成可存储或传输的过程称之为序列化，在Python中叫pickling，在其他语言中也被称之为serialization，marshalling，flattening等等都是一个意思。序列化之后，就可以把序列化后的内容写入磁盘，或者通过网络传输到别的机器上。反过来，把内容从序列化的对象重新读到内存里称之为反序列化，即unpickling。

在python的标准库中，专门提供了json库与pickle库来处理这部分。

pickle模块

使用pickle模块，首先要导入该模块：

把序列化后的内容存储在变量中

返回结果是序列化后的字节数据。

运行结果：

把序列化后的数据还原为对象（反序列化）

经过上面的序列化后，数据以字节保存在了变量中，需要再次使用的时候使用函数就行了。如下：

运行结果：

直接存储在文件中

上面的方法把任意对象序列化成一个，然后，就可以把这个写入文件。或者用另一个方法直接把对象序列化后写入一个，进行持久化。注意这次用的方法中少了个，即：，而不是上面用到的。

由于pickle写入的是二进制数据，所以打开方式需要以和的模式。

运行结果：

直接把序列化后的内容写入到文件中

也可以直接用方法从一个中直接反序列化出对象。如下：

运行结果：

这样我们的数据就从文件中成功地反序列化到内存，保存到变量中了。要注意的是：这个变量和原来的变量是完全不相干的对象，它们只是内容相同而已。

序列化用户自定义对象

开发中用的最多的就是我们自己定义类的对象，pickle当然也能写入，不仅可以写入类本身，也能写入它的一个实例。

假设我们现在设计了一个类：

将类本身序列化到文件中：

运行结果：

将类本身序列化到文件中

将自定义类从文件中反序列化出来，并创建对象：

运行结果：

接下来，看下如何序列化自定义类的对象：

运行结果：(2处影响)：

1.创建了文件，并写入了序列化后的数据到该文件中。

创建了文件，并写入了序列化后的数据

2.打印结果：

从文件中反序列化出对象:

运行结果:

上面演示了pickle模块序列化和反序列化，两套方法：序列化到文件并反序列化到变量的和序列化到文件并反序列化的。

json模块

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XML，但更好的方法是序列化为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。JSON不仅是标准格式，并且比XML更快，而且可以直接在Web页面中读取，非常方便。

提示：本质就是字符串，是一个特殊格式的字符串而已。

JSON表示的对象就是标准的JavaScript语言的对象，JSON和Python内置的数据类型对应如下：

Python内置的json模块提供了非常完善的Python对象到JSON格式的转换。我们先看看如何把Python对象变成一个JSON：

如果您有一个对象x，则可以使用一行简单的代码查看其JSON字符串表示：

运行结果：

提示：

1.使用前要先导入模块，此处是方法，区别于方法。如果你遇到了下面错误，请检查方法是否使用错误：

此文中用的python是3.5，在版本3.6中已更改：所有可选参数现在仅为关键字。

2.方法的另一个变体，只是将对象序列化为文本文件。

dumps()方法返回一个str，内容就是标准的JSON。类似的，dump()方法可以直接把JSON写入一个file-like Object。

要把JSON反序列化为Python对象，用或者对应的方法，前者把JSON的字符串反序列化，后者从中读取字符串并反序列化。

用反序列化

运行结果：

用反序列化

用反序列化，直接将文件反序列化为内存中的对象。

运行结果：

JSON进阶

Python的等对象可以直接序列化为JSON的，不过，很多时候，我们更喜欢用表示对象，比如定义类，然后序列化：

运行结果：

解析：发现报错了，错误的原因是对象不是一个可序列化为的对象。

查看该方法官方文档，此文中用的python是3.5，在版本3.6中已更改：所有可选参数现在仅为关键字。

这些参数就是让我们来定制JSON序列化。前面的代码之所以无法把类实例序列化为，是因为默认情况下，方法不知道如何将实例变为一个的对象。

可选参数就是把任意一个对象变成一个可序列为的对象，我们只需要为专门写一个转换函数，再把函数传进去即可：

我们再进行序列化时，就可以用到该函数了：

运行结果：

不过，下次如果遇到一个类的实例，照样无法序列化为JSON。我们可以偷个懒，把任意class的实例变为dict，我们可以这么干：

之所以可以这么写，是因为通常的实例都有一个属性，它就是一个，用来存储实例变量。要特别注意，也有少数例外，比如定义了的。

同样的道理，如果我们要把反序列化为一个对象实例，方法首先转换出一个对象，然后，我们传入的函数负责把转换为实例：

核心代码：

运行结果：

打印出的是反序列化的实例对象:

以上是存储到变量，存储到文件也是类似操作。

小结

本小节系统地学习了python中如何序列化和反序列化。重点学习python的标准库中的专门提供的：。