Python pickle类库介绍（对象序列化和反序列化）

一、pickle

pickle模块用来实现python对象的序列化和反序列化。通常地pickle将python对象序列化为二进制流或文件。
 
python对象与文件之间的序列化和反序列化：

pickle.dump()

pickle.load()

如果要实现python对象和字符串间的序列化和反序列化，则使用：

pickle.dumps()

pickle.loads()

 
可以被序列化的类型有：
* None,True 和 False;
* 整数，浮点数，复数;
* 字符串，字节流，字节数组;
* 包含可pickle对象的tuples，lists，sets和dictionaries；
* 定义在module顶层的函数：
* 定义在module顶层的内置函数；
* 定义在module顶层的类；
* 拥有__dict__()或__setstate__()的自定义类型；
 

注意：对于函数或类的序列化是以名字来识别的，所以需要import相应的module。

二、pickle的运行过程

在大部分情况下，要是的对象picklable，我们不需要额外的代码。默认地pickle将智能地检查类和实例的属性，当一个类实例反序列化的时候，它的__init__()方法通常不被调用。而是首先创建一个未初始化的实例，然后再回复存储的属性。
 

但是可以通过实现下列的方法来修改默认的行为：

object.__getstate__() :默认地序列化对象的__dict__,但是如果你实现了__getstate__(),则__getstate__()函数返回的值将被序列化。

object.__setstate__(state) :如果类型实现了此方法，则在反序列化的时候，此方法用来恢复对象的属性。

object.__getnewargs__() ： 如果实例构造的时候（__new__()）需要参数，则需要实现此函数。

注意：如果__getstate__()返回False，则在反序列化的时候__setstate__()则不被调用。

有的时候为了效率，或上面的3个函数不能满足需求时，需要实现__reduce__()函数。

三、实例

import pickle

# An arbitrary collection of objects supported by pickle.

data = {

    'a': [1, 2.0, 3, 4+6j],

    'b': ("character string", b"byte string"),

    'c': set([None, True, False])

}
with open('data.pickle', 'wb') as f:

    # Pickle the 'data' dictionary using the highest protocol available.

    pickle.dump(data, f, pickle.HIGHEST_PROTOCOL)
    

with open('data.pickle', 'rb') as f:

    # The protocol version used is detected automatically, so we do not

    # have to specify it.

    data = pickle.load(f)

    print(str(data))

四、修改picklable类型的默认行为  

class TextReader:

    """Print and number lines in a text file."""

    def __init__(self, filename):

        self.filename = filename

        self.file = open(filename)

        self.lineno = 0
    def readline(self):

        self.lineno += 1

        line = self.file.readline()

        if not line:

            return None

        if line.endswith('\n'):

            line = line[:-1]

        return "%i: %s" % (self.lineno, line)
    def __getstate__(self):

        # Copy the object's state from self.__dict__ which contains

        # all our instance attributes. Always use the dict.copy()

        # method to avoid modifying the original state.

        state = self.__dict__.copy()

        # Remove the unpicklable entries.

        del state['file']

        return state
    def __setstate__(self, state):

        # Restore instance attributes (i.e., filename and lineno).

        self.__dict__.update(state)

        # Restore the previously opened file's state. To do so, we need to

        # reopen it and read from it until the line count is restored.

        file = open(self.filename)

        for _ in range(self.lineno):

            file.readline()

        # Finally, save the file.

        self.file = file

        

reader = TextReader("hello.txt")

print(reader.readline())

print(reader.readline())

s = pickle.dumps(reader)

#print(s)

new_reader = pickle.loads(s)

print(new_reader.readline())
# the output is 

# 1: hello

# 2: how are you

# 3: goodbye