pickle 模块使用

9.1 认识 pickle

模块 pickle 可以将几乎任何 Python 对象保存到文件或字符串中，然后将其恢复到原来的状态。pickle 支持许多数据类型，包括用户定义的类对象，并自动化将对象转换为字节格式和反序列化的过程。

pickle 模块的主要函数

• 在文件中读写对象
  • pickle.dump(obj, file): 序列化对象 obj 并将其写入 打开的文件 file。
  • pickle.load(file): 从文件 file 读取并反序列化对象。

• 在字节数组中读写对象
  • pickle.dumps(obj): 序列化对象 obj 并返回为字节对象。
  • pickle.loads(bytes): 从字节对象反序列化对象。

下面我们会更详细地了解它们：

9.2 文件序列化

文件序列化的主要步骤：

1. 以字节写入模式打开文件 (wb)。
2. 使用 pickle.dump(obj, file) 序列化对象。
3. 使用 pickle.load(file) 反序列化对象。
4. 关闭文件。

文件对象的序列化和反序列化

基本上 pickle 无论是什么进行序列化。例如，这就是一个列表的序列化：

import pickle

data = [1, 2, 3, 4, 5]
            
# 序列化列表到文件
with open('list.pkl', 'wb') as file:
    pickle.dump(data, file)
            
# 从文件反序列化列表
with open('list.pkl', 'rb') as file:
    loaded_data = pickle.load(file)
            
print(loaded_data)  # 输出: [1, 2, 3, 4, 5]

这就是字典对象的序列化：

import pickle

# 序列化的对象示例
data = {'name': 'Alice', 'age': 30, 'is_student': False}
            
# 序列化对象到文件
with open('data.pkl', 'wb') as file:
    pickle.dump(data, file)
            
# 从文件反序列化对象
with open('data.pkl', 'rb') as file:
    loaded_data = pickle.load(file)
            
print(loaded_data)  # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 30, 'is_student': False}

想保存对象 — 调用 dump()，想加载 — 调用 load()。没啥难的。

9.3 字符串序列化

很多时候需要通过网络传递对象，所以要把对象保存到字符串而不是文件中。为此，pickle 有 dumps 和 loads 方法，s结尾。

字符串（或字节数组）序列化和反序列化的主要步骤：

• 使用 pickle.dumps(obj) 序列化对象。
• 使用 pickle.loads(data) 反序列化对象。

字符串对象的序列化和反序列化

序列化对象到字符串（或字节数组）更简单 — 只需调用一个方法 — dumps()。

示例：

import pickle

# 序列化的对象示例
data = {'name': 'Bob', 'age': 25, 'is_student': True}
            
# 序列化对象到字符串
serialized_data = pickle.dumps(data)
print(serialized_data)
            
# 从字符串反序列化对象
loaded_data = pickle.loads(serialized_data)
print(loaded_data)  # 输出: {'name': 'Bob', 'age': 25, 'is_student': True}

9.4 序列化错误

有时候序列化会发生错误。在这种情况下，pickle 模块会抛出异常：

• pickle.PicklingError — 序列化时出错。
• pickle.UnpicklingError — 反序列化时出错。

示例：

import pickle

data = {'key': 'value'}
            
try:
    # 序列化对象到文件
    with open('data.pkl', 'wb') as file:
        pickle.dump(data, file)
except pickle.PicklingError as e:
    print(f"序列化错误: {e}")
            
try:
    # 从文件反序列化对象
    with open('data.pkl', 'rb') as file:
        loaded_data = pickle.load(file)
    print(loaded_data)
except pickle.UnpicklingError as e:
    print(f"反序列化错误: {e}")

通常作为开发者，在程序运行时无法处理序列化/反序列化错误。你所能做的就是将错误记录到日志，以便将来可以分析是什么原因导致的。

这些错误的主要原因是对象格式的改变。你保存了对象到文件，然后程序更新了，对象增加了新字段或删除了旧字段。然后尝试将旧对象加载到新类中…

这种情况在网络操作中很常见 —— 版本 2.18 的程序发送的对象与版本 3.1 程序期待的不太相同。这叫做 迁移问题，在长期项目中经常遇到这种情况。