内置模块（一）——序列化模块：json、pickle、shelve

一、序列化模块

1、什么是序列化呢?

　　序列化的本质就是：将一种数据结构（如字典、列表)等转换成一个特殊的序列（字符串或者bytes）的过程就叫做序列化。

　　特别注意：特殊的序列，而不是我们常用的str这种字符串。

2、序列化的作用

　　如果你写入文件中的字符串是一个序列化后的特殊的字符串，那么当你从文件中读取出来，是可以转化回原数据结构的。

3、小小总结：

　　序列化模块就是：将一个常见的数据结构转化成一个特殊的序列，并且这个特殊的序列还可以反解回去。它的主要用途：文件读写数据，网络传输数据。

二、python中的三种序列化模块的分类

1、json模块（重要）

　　不同语言都遵循的一种数据转化格式，即不同语言都使用的特殊字符串。

　　json序列化只支持部分Python数据结构：dict,list, tuple,str,int, float,True,False,None

2、pickle模块

　　只能是Python语言遵循的一种数据转化格式，只能在python语言中使用。

　　支持Python所有的数据类型包括实例化对象。

3、shelve模块

　　类似于字典的操作方式去操作特殊的字符串

三、json模块的用法

json模块是将满足条件的数据结构转化成特殊的字符串，并且也可以反序列化还原回去。

序列化模块总共只有两种用法，要不就是用于网络传输的中间环节，要不就是文件存储的中间环节，所以json模块总共就有两对四个方法：

    　　　用于网络传输：dumps、loads

    　　　用于文件写读：dump、load

　　dumps、loads

import json
dic = {‘k1‘:‘v1‘,‘k2‘:‘v2‘,‘k3‘:‘v3‘}
str_dic = json.dumps(dic)  #序列化：将一个字典转换成一个字符串
print(type(str_dic),str_dic)  #<class ‘str‘> {"k3": "v3", "k1": "v1", "k2": "v2"}
#注意，json转换完的字符串类型的字典中的字符串是由""表示的
?
dic2 = json.loads(str_dic)  #反序列化：将一个字符串格式的字典转换成一个字典
#注意，要用json的loads功能处理的字符串类型的字典中的字符串必须由""表示
print(type(dic2),dic2)  #<class ‘dict‘> {‘k1‘: ‘v1‘, ‘k2‘: ‘v2‘, ‘k3‘: ‘v3‘}
?
?
list_dic = [1,[‘a‘,‘b‘,‘c‘],3,{‘k1‘:‘v1‘,‘k2‘:‘v2‘}]
str_dic = json.dumps(list_dic) #也可以处理嵌套的数据类型 
print(type(str_dic),str_dic) #<class ‘str‘> [1, ["a", "b", "c"], 3, {"k1": "v1", "k2": "v2"}]
list_dic2 = json.loads(str_dic)
print(type(list_dic2),list_dic2) #<class ‘list‘> [1, [‘a‘, ‘b‘, ‘c‘], 3, {‘k1‘: ‘v1‘, ‘k2‘: ‘v2‘}]

dump、load

import json
f = open(‘json_file.json‘,‘w‘)
dic = {‘k1‘:‘v1‘,‘k2‘:‘v2‘,‘k3‘:‘v3‘}
json.dump(dic,f)  #dump方法接收一个文件句柄，直接将字典转换成json字符串写入文件
f.close()
# json文件也是文件，就是专门存储json字符串的文件。
f = open(‘json_file.json‘)
dic2 = json.load(f)  #load方法接收一个文件句柄，直接将文件中的json字符串转换成数据结构返回
f.close()
print(type(dic2),dic2)

其他参数说明：

ensure_ascii：当它为True的时候，所有非ASCII码字符显示为\uXXXX序列，只需在dump时将ensure_ascii设置为False即可，此时存入json的中文即可正常显示。

separators：分隔符，这表示dictionary内keys之间用“,”隔开，而KEY和value之间用“：”隔开。

sort_keys：将数据根据keys的值进行排序。 

四、pickle模块

pickle模块是将Python所有的数据结构以及对象等转化成bytes类型，然后还可以反序列化还原回去。

　　　　刚才也跟大家提到了pickle模块，pickle模块是只能Python语言识别的序列化模块。如果把序列化模块比喻成全世界公认的一种交流语言，也就是标准的话，json就是像是英语，全世界（python，java，php，C，等等）都遵循这个标准。而pickle就是中文，只有中国人（python）作为第一交流语言。

    　　　既然只是Python语言使用，那么它支持Python所有的数据类型包括后面我们要讲的实例化对象等，它能将这些所有的数据结构序列化成特殊的bytes，然后还可以反序列化还原。使用上与json几乎差不多，也是两对四个方法。

　　　　用于网络传输：dumps、loads

    　　　用于文件写读：dump、load

　　　　dumps、loads　　　

import pickle
dic = {‘k1‘:‘v1‘,‘k2‘:‘v2‘,‘k3‘:‘v3‘}
str_dic = pickle.dumps(dic)
print(str_dic)  # bytes类型
?
dic2 = pickle.loads(str_dic)
print(dic2)    #字典

　　　　dump、load

dic = {(1,2):‘oldboy‘,1:True,‘set‘:{1,2,3}}
f = open(‘pick序列化‘,mode=‘wb‘)
pickle.dump(dic,f)
f.close()
with open(‘pick序列化‘,mode=‘wb‘) as f1:
    pickle.dump(dic,f1)

pickle存储多条数据到同一个文件中

dic1 = {‘name‘:‘oldboy1‘}
dic2 = {‘name‘:‘oldboy2‘}
dic3 = {‘name‘:‘oldboy3‘}
?
f = open(‘pick多数据‘,mode=‘wb‘)
pickle.dump(dic1,f)
pickle.dump(dic2,f)
pickle.dump(dic3,f)
f.close()
?
f = open(‘pick多数据‘,mode=‘rb‘)
while True:
    try:
        print(pickle.load(f))
    except EOFError:
        break
f.close()

五、os模块

os模块是与操作系统交互的一个接口,它提供的功能多与工作目录，路径，文件等相关。

目录指的是:文件夹

当前目录、工作目录、父级目录：指的都是一个，就是本文件所在的文件夹。　　　　

当前执行这个python文件的工作目录相关的工作路径
os.getcwd() 获取当前工作目录，即当前python脚本工作的目录路径  ** 
os.chdir("dirname")  改变当前脚本工作目录；相当于shell下cd  **
os.curdir  返回当前目录: (‘.‘)  **
os.pardir  获取当前目录的父目录字符串名：(‘..‘) **
?
# 和文件夹相关 
os.makedirs(‘dirname1/dirname2‘)    可生成多层递归目录  ***
os.removedirs(‘dirname1‘) 若目录为空，则删除，并递归到上一级目录，如若也为空，则删除，依此类推 ***
os.mkdir(‘dirname‘)    生成单级目录；相当于shell中mkdir dirname ***
os.rmdir(‘dirname‘)    删除单级空目录，若目录不为空则无法删除，报错；相当于shell中rmdir dirname ***
# os.listdir(‘dirname‘)    列出指定目录下的所有文件和子目录，包括隐藏文件，并以列表方式打印 **
?
# 和文件相关
os.remove()  删除一个文件  ***
os.rename("oldname","newname")  重命名文件/目录  ***
os.stat(‘path/filename‘)  获取文件/目录信息 **
?
# 和操作系统差异相关
# os.sep    输出操作系统特定的路径分隔符，win下为"\\",Linux下为"/" *
# os.linesep    输出当前平台使用的行终止符，win下为"\t\n",Linux下为"\n" *
# os.pathsep    输出用于分割文件路径的字符串 win下为;,Linux下为: *
# os.name    输出字符串指示当前使用平台。win->‘nt‘; Linux->‘posix‘ *
# 和执行系统命令相关
# os.system("bash command")  运行shell命令，直接显示  **
# os.popen("bash command).read()  运行shell命令，获取执行结果  **
os.environ  获取系统环境变量  **
?
#path系列，和路径相关
os.path.abspath(path) 返回path规范化的绝对路径  ***
os.path.split(path) 将path分割成目录和文件名二元组返回 ***
os.path.dirname(path) 返回path的目录。其实就是os.path.split(path)的第一个元素  **
os.path.basename(path) 返回path最后的文件名。如何path以／或\结尾，那么就会返回空值，即os.path.split(path)的第二个元素。 **
os.path.exists(path)  如果path存在，返回True；如果path不存在，返回False  ***
os.path.isabs(path)  如果path是绝对路径，返回True  **
os.path.isfile(path)  如果path是一个存在的文件，返回True。否则返回False  ***
os.path.isdir(path)  如果path是一个存在的目录，则返回True。否则返回False  ***
os.path.join(path1[, path2[, ...]])  将多个路径组合后返回，第一个绝对路径之前的参数将被忽略 ***
os.path.getatime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后访问时间  **
os.path.getmtime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后修改时间  **
os.path.getsize(path) 返回path的大小 ***

六、sys模块

sys模块是与python解释器交互的一个接口　

sys.argv           命令行参数List，第一个元素是程序本身路径
sys.exit(n)        退出程序，正常退出时exit(0),错误退出sys.exit(1)
sys.version        获取Python解释程序的版本信息
sys.path           返回模块的搜索路径，初始化时使用PYTHONPATH环境变量的值  ***
sys.platform       返回操作系统平台名称