数据序列化就是把内存中的数据结构（如列表、字典、对象） 转换成可以存储（如写入文件）或传输（如网络发送）的格式；反序列化则是把这个格式还原回原来的数据结构。

在python中常见的序列化方式有：JSON、pickle

JSON 序列化

JSON 是跨语言的轻量级格式，适合和其他语言（如 Java、JavaScript）交互，但仅支持 Python 的基础数据类型：str、int、float、list、dict、bool、None。

核心函数

• json.dumps()：把数据结构转换成 JSON 字符串（内存中）
• json.dump()：把数据结构直接写入文件（序列化到文件）
• json.loads()：把 JSON 字符串还原成 Python 数据结构（反序列化）
• json.load()：从文件读取 JSON 并还原（反序列化）

json.dumps()

import json
d1 = {'name':'Tomdeng','age':18}
# dict --> json
d1_str = json.dumps(d1)
print(d1) # {'name': 'Tomdeng', 'age': 18}
print(d1_str)  # {"name": "Tomdeng", "age": 18}
print(type(d1_str))  <class 'str'>

json.dump()

import json
d1 = {'name':'Tomdeng','age':18}
f = open("json_test.txt","w+")
json.dump(d1,f)
f.seek(0)
print(f.read())  # {"name": "Tomdeng", "age": 18}
f.close()

json.loads()

import json
d1_str = '{"name":"Tomdeng","age":18}'
d1 = json.loads(d1_str)
print(d1_str) # {"name":"Tomdeng","age":18}
print(d1) # {'name': 'Tomdeng', 'age': 18}
print(type(d1))  # <class 'dict'>

json.load()

import json
f = open("json_test.txt","r")
d1 = json.load(f)
print(d1)   # {'name': 'Tomdeng', 'age': 18}
print(type(d1))  #  <class 'dict'>
f.close()

注意：

• JSON 的键必须是字符串，Python 字典的非字符串键会被自动转成字符串；
• 不支持 Python 的自定义对象、tuple（会被转成列表）、set等类型。

pickle 序列化

pickle 是 Python 特有的序列化方式，支持所有 Python 数据类型（包括自定义对象、函数、类），但无法跨语言使用，且序列化后的是二进制数据。

核心函数

• pickle.dumps()：转成二进制字符串
• pickle.dump()：写入文件（二进制模式）
• pickle.loads()：还原二进制字符串
• pickle.load()：从二进制文件还原

pickle.dumps()

import pickle
d1 = {'name':'Tomdeng','age':18}
d1_binary = pickle.dumps(d1)
print(type(d1_binary))

pickle.dump()

import pickle
d1 = {'name':'Tomdeng','age':18}
f = open("pickle_test","wb")
pickle.dump(d1,f)
f.close()

pickle.loads()

import pickle
d1 = {'name':'Tomdeng','age':18}
d1_binary = pickle.dumps(d1)
d2 = pickle.loads(d1_binary)
print(d2)  # {'name': 'Tomdeng', 'age': 18}
print(type(d2))  #  <class 'dict'>

pickle.load()

import pickle
f= open("pickle_test","rb")
d1 = pickle.load(f) 
print(d1)   # {'name': 'Tomdeng', 'age': 18}
print(type(d1))  # <class 'dict'>

固化存储

通过open("file_name","type")来对文件进行操作，将内存中的数据保存在磁盘中（内存中的数据当程序结束或主机关闭时将被释放）

同时可以通过encoding字符集

参数

• r 只读
• w 覆盖写
• a 追加写

r+ / w+ /a+ 的区别

模式	文件不存在	文件已存在	初始指针位置	写入行为	关键特点
r+	报错	保留原有内容	文件开头	覆盖指针位置的内容	适合「读取 + 修改」已有文件，不会清空原内容
w+	创建新文件	清空原有内容	文件开头	从开头写入（覆盖）	适合「先写后读」，但会清空原文件
a+	创建新文件	保留原有内容	文件末尾	始终追加到末尾	适合「读取 + 追加」，写入不会覆盖原有内容

默认r/w/a后面有一个文本类型为t（普通文本），如果需要操作的文件是二进制文本，要在后面添加b，如“rb”

相关方法

# fp.read(5) 按照字节数开始读 读和写都是在文件指针后开始读写
# fp.seek(0) 重置光标位置为开头
# fp.readline() 从光标的位置读到行尾
# fp.readlines() 默认从光标位置读到文件末尾，按行存放到列表中
# fp.readlines(4) 读取到累计字符数 > 4的行
# for i in fp:
	print("一行一行读",i	)
# fp.close()  关闭打开的文件，释放资源

注意：

with open(…) as f:是文件操作的最优写法，自动关闭文件句柄，无需手动调用f.close()

实例

with open("user.txt","r+",encoding="utf-8") as f:
    print(f.readlines())

输出

['{"tom": {"username": "tom", "password": "123456", "age": "20", "sex": "man"}}']

练习

登录系统
1.注册 输入账号和密码 年龄，性别
    判断是否存在
2.登录 输入账号和密码
    判断账户是否存在，密码是否正确
3.退出

解题：

import json
fr = open("user.txt","r")
str = fr.read()
fr.close()
if  str != "" :
    d1 = json.loads(str)
else:
    d1 = dict()
while True:
    choice = input("1.注册\t2.登录\t3.退出\n")
    match choice:
        case "1":
            username,password,age,sex = input("请输入用户名，密码，年龄，性别\n").split()
            if username in  d1:
                print("用户已存在")
            else:
                d1[username] = {"username":username,"password":password,"age":age,"sex":sex}
        case "2":
            username,password = input("请输入用户名和密码\n").split()
            if username not in d1:
                print("用户不存在\n")
            elif d1[username]["password"] != password:
                print("密码错误\n")
            else:
                print("登录成功")

        case "3":
            str1 = json.dumps(d1)
            fw = open("user.txt", "w")
            fw.write(str1)
            fw.close()
            print("退出成功")
            break