详解python中的序列化与反序列化的使用

学习过marshal模块用于序列化和反序列化,但marshal的功能比较薄弱,只支持部分内置数据类型的序列化/反序列化,对于用户自定义的类型就无能为力,同时marshal不支持自引用(递归引用)的对象的序列化。所以直接使用marshal来序列化/反序列化可能不是很方便。还好,python标准库提供了功能更加强大且更加安全的pickle和cpickle模块。

cpickle模块是使用c语言实现的,所以在运行效率上比pickle要高。但是cpickle模块中定义的类型不能被继承(其实大多数时候,我们不需要从这些类型中继承。)。cpickle和pickle的序列化/反序列化规则是一样的,我们可以使用pickle序列化一个对象,然后使用cpickle来反序列化。同时,这两个模块在处理自引用类型时会变得更加“聪明”,它不会无限制的递归序列化自引用对象,对于同一对象的多次引用,它只会序列化一次。例如:

import marshal, pickle
list = [1]
list.append(list)
byt1 = marshal.dumps(list)
#出错, 无限制的递归序列化
byt2 = pickle.dumps(list)
#no problem

pickle的序列化规则

python规范(python-specific)提供了pickle的序列化规则。这就不必担心不同版本的python之间序列化兼容性问题。默认情况下,pickle的序列化是基于文本的,我们可以直接用文本编辑器查看序列化的文本。我们也可以序列成二进制格式的数据,这样的结果体积会更小。更详细的内容,可以参考python手册pickle模块。

下面就开始使用pickle吧~
pickle.dump(obj, file[, protocol])

序列化对象,并将结果数据流写入到文件对象中。参数protocol是序列化模式,默认值为0,表示以文本的形式序列化。protocol的值还可以是1或2,表示以二进制的形式序列化。
pickle.load(file)

反序列化对象。将文件中的数据解析为一个python对象。下面通过一个简单的例子来演示上面两个方法的使用:

#coding=gbk
import pickle, stringio
class person(object):
”’自定义类型。
”’
def __init__(self, name, address):
self.name = name
self.address = address
def display(self):
print ‘name:’, self.name, ‘address:’, self.address
jj = person(“jgood”, “中国 杭州”)
jj.display()
file = stringio.stringio()
pickle.dump(jj, file, 0)
#序列化
#print file.getvalue() #打印序列化后的结果
#del person #反序列的时候,必须能找到对应类的定义。否则反序列化操作失败。
file.seek(0)
jj1 = pickle.load(file)
#反序列化
jj1.display()
file.close()

注意:在反序列化的时候,必须能找到对应类的定义,否则反序列化将失败。在上面的例子中,如果取消#del person的注释,在运行时将抛attributeerror异常,提示当前模块找不到person的定义。
pickle.dumps(obj[, protocol])
pickle.loads(string)

我们也可以直接获取序列化后的数据流,或者直接从数据流反序列化。方法dumps与loads就完成这样的功能。dumps返回序列化后的数据流,loads返回的序列化生成的对象。

python模块中还定义了两个类,分别用来序列化、反序列化对象。
class pickle.pickler(file[, protocal]):

该类用于序列化对象。参数file是一个类文件对象(file-like object),用于保存序列化结果。可选参数表示序列化模式。它定义了两个方法:
dump(obj):

将对象序列化,并保存到类文件对象中。参数obj是要序列化的对象。
clear_memo()

清空pickler的“备忘”。使用pickler实例在序列化对象的时候,它会“记住”已经被序列化的对象引用,所以对同一对象多次调用dump(obj),pickler不会“傻傻”的去多次序列化。下面是一个简单的例子:

#coding=gbk
import pickle, stringio
class person(object):
”’自定义类型。
”’
def __init__(self, name, address):
self.name = name
self.address = address
def display(self):
print ‘name:’, self.name, ‘address:’, self.address
fle = stringio.stringio()
pick = pickle.pickler(fle)
person = person(“jgood”, “hangzhou china”)
pick.dump(person)
val1 = fle.getvalue()
print len(val1)
pick.clear_memo()
#注释此句,再看看运行结果
pick.dump(person)
#对同一引用对象再次进行序列化
val2 = fle.getvalue()
print len(val2)
#—- 结果 —-
#148
#296
#
#将这行代码注释掉:pick.clear_memo()
#结果为:
#148
#152
class pickle.unpickler(file):

该类用于反序列化对象。参数file是一个类文件(file-like object)对象,unpickler从该参数中获取数据进行反序列化。
load():

反序列化对象。该方法会根据已经序列化的数据流,自动选择合适的反序列化模式。

#…. 接上个例子中的代码
fle.seek(0)
unpick = pickle.unpickler(fle)
print unpick.load()

上面介绍了pickle模块的基本使用,但和marshal一样,并不是所有的类型都可以通过pickle序列化的。例如对于一个嵌套的类型,使用pickle序列化就失败。例如:

class a(object):
class b(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def __init__(self):
print ‘init a’
b = a.b(“my name”)
print b
c = pickle.dumps(b, 0)
#失败哦
print pickle.loads(c)

关于pickle支持的序列化类型,可以参考python手册。

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