Python之数据序列化（json、pickle、shelve）详解
什么是序列化
什么是序列化，把程序中的对象或者变量，从内存中转换为可存储或可传输的过程称为序列化。在Python中，这个过程称为pickling，在其他语言中也被称为serialization，marshalling，flattening等。程序中的对象（或者变量）在序列化之后，就可以直接存放到存储设备上，或者直接发送到网络上进行传输。
序列化的逆向过程，即为反序列化（unpickling），就是把序列化的对象（或者变量）重新读到内存中~
Python中序列化的模块
| 模块名称 | 描述 | 提供的api |
|---|---|---|
| json | 用于实现Python数据类型与通用（json）字符串之间的转换 | dumps()、dump()、loads()、load() |
| pickle | 用于实现Python数据类型与Python特定二进制格式之间的转换 | dumps()、dump()、loads()、load() |
| shelve | 专门用于将Python数据类型的数据持久化到磁盘，shelve是一个类似dict的对象，操作十分便捷 | open() |
json模块
大部分编程语言都会提供处理json数据的接口，Python2.6开始加入了json模块，且把它作为一个内置模块提供，无需下载即可使用。
json支持的数据格式有限，有intstrlistdict以及特殊的tuple（会将tuple转为list）
Json模块提供了四个功能：dumps、dump、loads、load
dumps和loads主要是在内存内操作，如下：
importjson list=['a','b','c'] list_str=json.dumps(list) print(list_str)#["a","b","c"] list2=json.loads(list_str) print(list2)#['a','b','c']
而dump和load是从文件内操作，如下：
importjson
list=['a','b','c']
withopen('test','w',encoding='utf-8')asf:
json.dump(list,f)
withopen('test','r',encoding='utf-8')asf2:
json.load(f2)
json模块中的字符编码问题
在Python3中，代码中的字符串都是使用unicode格式存放的，序列化之后也是以unicode格式存放，所以序列化和反序列化过程都不存在问题。
Python2中，代码中的字符串是str类型，str类型和unicode类型的关系如下所示：
unicode----->encode-------->str（例如为utf-8编码）
utf-8（例如为utf-8编码）-------->decode---------->unicode
所以在Python2中，序列化过程和反序列化过程都有涉及到转码过程（encode和decode），序列化过程会先将对象中的字符串使用utf-8进行解码（decode），转换为unicode类型后，再存放到文件或者字符串中，反序列化过程会将json字符串使用utf-8编码（encode），然后存放到内存中的变量~
pickle模块
用法与json类似，不过pickle不能跨语言，优点是它支持python所有的数据类型
需要注意的是，pickle是以bytes类型来进行序列化的
importpickle list=['a','b','c'] list_str=pickle.dumps(list) print(list_str)#b'\x80\x03]q\x00(X\x01\x00\x00\x00aq\x01X\x01\x00\x00\x00bq\x02X\x01\x00\x00\x00cq\x03e.' list2=pickle.loads(list_str) print(list2)#['a','b','c']
而正因为pickle是以bytes类型进行序列化的，所以在用dump和load方法对文件进行写入或者反序列化的时候，要以wb或者rb模式打开，如下：
importpickle
list=['a','b','c']
withopen('test','wb')asf:
pickle.dump(list,f)
withopen('test','rb')asf2:
pickle.load(f2)
shelve模块
shelve也是python提供给我们的序列化工具，比pickle用起来更简单一些。shelve只提供给我们一个open方法，是用key来访问的，使用起来和字典类似。
importshelve
f=shelve.open('test1')
f['key']={'a':1,'b':2,'c':'sss'}#直接对文件句柄操作，就可以存入数据
f['key2']={'d':3,'e':4,'f':'ddd'}
f.close()
f1=shelve.open('test1')
dic1=f1['key']#取出数据的时候也只需要直接用key获取即可，但是如果key不存在会报错
dic2=f1['key2']
f1.close()
print(dic1)
print(dic2)
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