python常用模块之json、pickle模块

什么是序列化？

序列化就是把内存里的数据类型转换成字符，以便其能存储到硬盘或者通过网络进行传输，因为硬盘或网络传输时只接受bytes。

为什么要序列化？

举个例子来说，你在上班打游戏，突然你的领导过来了，你就把游戏给关了，然后你的领导走了，你接着打开了这个游戏，此时游戏又从你上次停止的地方继续运行，你的游戏进度肯定保存到了硬盘上，是以何种形式的呢？游戏过程中产生的数据都是不规律的，可能在关游戏的时候就出现了10个嵌套字典，3个列表的数据集合在内存里，需要存下来？你怎么存？把列表变成文件多行多列的形式报错，那么嵌套字典呢？所以，若是有某种办法可以直接把内存数据存到硬盘上，下次程序再启动，再从硬盘里读到内存里，还是原来的格式的话，那就是极好的。

用于序列化的两个模块

json：用于字符串和python数据类型之间的转换

pickle：用于python特有的类型和python数据类型之间的转换

我们先假设下有这么个数据：

data = {
    "roles":[
        {'role':"monster","type":"pig","life":50},
        {'role':"hero","type":"关羽","life":80}
    ]
}

我们想把这个数据保存到文件里，改如何操作呢？

f = open("序列化.txt",'w',encoding='utf-8')
f.write(str(data))  # 以字符串类型写进文件中
f.close()

等等，刚刚不是还在说嵌套字典如何写进文件嘛，那现在已经写进去了本章结束，不可能的，因为你要怎么读取呢？

f = open("序列化.txt",'r',encoding='utf-8')
d = f.read()
print(d['roles'])
f.close()

这样写会立马报错，因为d此时是str类型，那么我们应该怎么办呢？

f = open("序列化.txt",'r',encoding='utf-8')
d = f.read()
d = eval(d)  # 使用eval可以把字符类型转换为任意类型
print(d['roles'])  # 成功了

此时我们可以引出：

把内存数据转换成字符，叫序列化

把字符串转换为内存数据，叫反序列化

json模块

json模块提供了4个功能：dump、dumps、load、loads，其中：dump和dumps叫序列化，load和loads叫做反序列化。

1.json.dumps()：把内存数据变成字符串

import json
data = {
    "roles":[
        {'role':"monster","type":"pig","life":50},
        {'role':"hero","type":"关羽","life":80}
    ]
}
d = json.dumps(data)
print(type(d))  # <class 'str'>
print(d)  # {"roles": [{"role": "monster", "type": "pig", "life": 50}, {"role": "hero", "type": "\u5173\u7fbd", "life": 80}]}

2.json.dump()：不仅把内存数据变成字符串，还把它存到文件里

import json
data = {
    "roles":[
        {'role':"monster","type":"pig","life":50},
        {'role':"hero","type":"关羽","life":80}
    ]
}
f = open('test.json','w')  # 首先要打开这个文件，注意：序列化后的文件都是以.json结尾
json.dump(data,f)  # 把内存数据序列化到文件中

3.json.loads()：把字符串转换成内存数据

import json
data = {
    "roles":[
        {'role':"monster","type":"pig","life":50},
        {'role':"hero","type":"关羽","life":80}
    ]
}
d = json.dumps(data)
d2 = json.loads(d)  # 应把data数据注释后运行
print(d2)  # {'roles': [{'role': 'monster', 'type': 'pig', 'life': 50}, {'role': 'hero', 'type': '关羽', 'life': 80}]}

4.json.load()：把字符串从文件中读取，然后转成内存数据

import json
f = open("test.json",'r')
data = json.load(f)
print(data)  # 同样也可以拿到文件

那么此时有一个大疑问，就把内存数据转换成字符串，也不给存放起来，用这个有什么意义？

作用1：把你的内存数据通过网络共享给其他人

作用2：定义了不同语言的交互规则

我们可以使用文本文档、xml、json保存数据，那么它们的区别数是什么？

1.文本文档，缺点：不能共享复杂的数据

2.xml，缺点：占用内存大

3.json,优点：占用空间小，可读性非常好

那么我们可以dump多次和load多次吗？

# dump多次，是可以成功的
import json
d = {'name':'alex','age':22}
l = [1,2,3,4,"rain  "]
f = open("test.json",'w')
json.dump(d,f)
json.dump(l,f)
f.close()
# load多次，不能成功
import json
f = open("test.json",'r')
d1 = json.load(f)
d2 = json.load(f)  # 因为数据是连在一起的，所以没法load多次，即立马报错，raise JSONDecodeError("Extra data", s, end)
f.close()

json本身的设计就是dump一次，load一次的

pickle模块

1.pickle.dumps()：将内存数据转换成字符

import pickle
d = {'name':'alex','age':22}
s = pickle.dumps(d)
print(s)  # b'\x80\x03}q\x00(X\x04\x00\x00\x00nameq\x01X\x04\x00\x00\x00alexq\x02X\x03\x00\x00\x00ageq\x03K\x16u.'  # 直接就是bytes类型

2.pickle.loads()：将字符转换成为内存数据

import pickle
d = {'name':'alex','age':22}
s1 = pickle.dumps(d)
s2 = pickle.loads(s1)
print(s2)  # {'name': 'alex', 'age': 22}

3.pickle.dump()：把内存数据转换成字符，并存到文件中

import pickle
d = {'name':'alex','age':22}
f = open("test.pkl","wb")
pickle.dump(d,f)
f.close()
此时文件中就生成pickle自己的格式：€}q (X   nameqX   alexqX   ageqKu.

4.pickle.load():把文件中内容读取出来然后转换成内存数据

import pickle
f = open("test.pkl","rb")
d = pickle.load(f)
print(d)  # {'name呢': 'alex', 'age': 22}
f.close()

此时，json和pickle模块都结束了。

有人会问，既然json和pickle的功能是一样的，那么为什么还要存在两个模块呢？

1.都不能dump多次
2.json能做的pickle不能做，pickle能做的json不能做
例如：
    json支持的数据类型：int,str,tuple,list,dir，可以跨平台
    pickle支持的数据类型：支持python里所有的数据类型
        缺点：只能在python中使用