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序列化与反序列化技术文档

序列化与反序列化的理解

序列化是将内存中的数据类型转换为特定格式的内容，这种格式通常用于存储或传输。这种格式能够被其他平台识别和使用。反序列化则是将这些特定格式的内容转换回内存中的原始数据类型。

例如：

{'aaa': 111} --- 序列化 str({'aaa': 111}) --- "{'aaa': 111}"
{'aaa': 111} <--- 反序列化 eval("{'aaa': 111}") <--- "{'aaa': 111}"

为何要进行序列化

序列化的结果可以用于存储或跨平台传输，提供了以下优势：

序列化与反序列化的实现

使用 Python 的 json 模块

序列化示例

import json
# 序列化内容
json_res = json.dumps([1, 'aaa', True, False])

反序列化示例

l = json.loads(json_res)

文件操作示例

序列化文件

import json
with open('test.json', 'wt', encoding='utf-8') as f:
    json.dump([1, 'aaa', True, False], f)

读取文件反序列化

with open('test.json', 'rt', encoding='utf-8') as f:
    json_res = f.read()
    l = json.loads(json_res)

示例：简单文件操作

序列化

with open('test.json', 'wt', encoding='utf-8') as f:
    json.dump([1, 'aaa', True, False], f)

反序列化

with open('test.json', 'rt', encoding='utf-8') as f:
    l = json.load(f)
    print(l, type(l))

注意事项

• Python版本差异：在 Python 2.7 和 3.6 及以上版本中，json.loads 可以处理 bytes 类型，但 3.5 不支持。
• 自定义 JSON 格式：

  res = json.dumps({'name': '哈哈哈'})
  print(res, type(res))
  res = json.loads(b'{"name": "\u54c8\u54c8\u54c8"}')
  print(res, type(res))

猴子补丁（Monkey Patching）

概念

猴子补丁是通过动态替换运行时模块的源代码实现的属性替换。其核心在于替换模块的方法或属性。

示例

import json
import ujson
def monkey_patch_json():
    json.__name__ = 'ujson'
    json.dumps = ujson.dumps
    json.loads = ujson.loads
# 在入口文件处运行 monkey_patch_json()

注意事项

安装 ujson：

pip3 install ujson

Pickle 模块

示例

序列化示例

import pickle
res = pickle.dumps({1, 2, 3, 4, 5})
print(res, type(res))

反序列化示例

s = pickle.loads(res)
print(s, type(s))

Pickle 的兼容性问题

在 Python 3 中，pickle.dump 默认使用协议版本 4。为了与 Python 2 兼容，可设置 protocol=2。

ConfigParser 模块

示例

test.ini 文件内容

# 注释1
# 注释2
[section1]
k1 = v1
k2: v2
user: egon
age: 18
is_admin: true
salary: 31
[section2]
k1 = v1

加载配置文件

import configparser
config = configparser.ConfigParser()
config.read('test.ini')
print(config.sections())  # 获取所有 section
print(config.options('section1'))  # 获取 section1 下的所有选项
print(config.items('section1'))   # 获取 section1 下的所有键值对
res = config.getint('section1', 'age')
print(res, type(res))
res = config.getboolean('section1', 'is_admin')
print(res, type(res))
res = config.getfloat('section1', 'salary')
print(res, type(res))

Hashlib 模块

哈希算法的定义

哈希算法是一种将输入内容转换为固定长度的 hash 值的算法。其特点包括：

示例

MD5 计算

import hashlib
m = hashlib.md5()
m.update('hello'.encode('utf-8'))
m.update('world'.encode('utf-8'))
res = m.hexdigest()
print(res)

分步哈希示例

m1 = hashlib.md5('he'.encode('utf-8'))
m1.update('llo'.encode('utf-8'))
m1.update('w'.encode('utf-8'))
m1.update('orld'.encode('utf-8'))
res = m1.hexdigest()
print(res)

密码加盐

import hashlib
m = hashlib.md5()
m.update('天王'.encode('utf-8'))
m.update('alex3714'.encode('utf-8'))
m.update('盖地虎'.encode('utf-8'))
print(m.hexdigest())

Subprocess 模块

示例

运行外部命令

import subprocess
obj = subprocess.Popen('dir d:\\', shell=True,
                     stdout=subprocess.PIPE,
                     stderr=subprocess.PIPE)
res = obj.stdout.read()
print(res.decode('gbk'))

以上是对序列化和反序列化技术的全面介绍，涵盖了 json、pickle、configparser、hashlib、subprocess 等多个模块的应用示例。