Question

鉴于下面的代码示例，如何使用Python 3使用JSON序列化这些类实例？

class TreeNode():
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.children = []

当我尝试json.dumps时，我收到以下错误：

TypeError: <TreeNode object at 0x7f6sf4276f60> is not JSON serializable

然后我才发现，如果我将默认值设置为json.dumps以返回__dict__，我可以将其序列化，但是然后执行json.loads会成为一个问题。

我可以找到许多带有基本字符串的自定义编码器/解码器示例，但是没有列表，在这种情况下是self.children。子列表将保存子节点及其子节点的其他节点。我需要一种方法来获得所有这些。

Answer 1

由于您正在处理树结构，因此使用嵌套字典很自然。下面的代码片段创建了一个dict的子类，并将自己用作实例的底层__dict__ - 这是我在许多不同的上下文中遇到的一个有趣且有用的技巧：

Is it preferable to return an anonymous class or an object to use as a 'struct'? （Stackoverflow）
jsobject.py （PyDoc.net）
Making Python Objects that act like Javascript Objects （詹姆斯罗伯特的博客）
AttrDict （ActiveState配方）
Dictionary with attribute-style access （ActiveState配方）

实际上，我经常认为它是一种（不太知名的）Python习语。

class TreeNode(dict):
    def __init__(self, name, children=None):
        super().__init__()
        self.__dict__ = self
        self.name = name
        self.children = [] if not children else children

这解决了序列化争斗的一半，但是当用json.loads()读回产生的数据时，它将是常规字典对象，而不是TreeNode的实例。这是因为JSONEncoder可以编码字典（及其子类）本身。

解决这个问题的一种方法是向TreeNode类添加一个替代构造函数方法，可以调用该方法从json.loads()返回的嵌套字典重构数据结构。

这就是我的意思：

    @staticmethod
    def from_dict(dict_):
        """ Recursively (re)construct TreeNode-based tree from dictionary. """
        root = TreeNode(dict_['name'], dict_['children'])
        root.children = list(map(TreeNode.from_dict, root.children))
        return root

if __name__ == '__main__':
    import json

    tree = TreeNode('Parent')
    tree.children.append(TreeNode('Child 1'))
    child2 = TreeNode('Child 2')
    tree.children.append(child2)
    child2.children.append(TreeNode('Grand Kid'))
    child2.children[0].children.append(TreeNode('Great Grand Kid'))

    json_str = json.dumps(tree, sort_keys=True, indent=2)
    print(json_str)

    print()
    pyobj = TreeNode.from_dict(json.loads(json_str))  # reconstitute
    print('pyobj class: {}'.format(pyobj.__class__.__name__))  # -> TreeNode
    print(json.dumps(pyobj, sort_keys=True, indent=2))

输出：

{
  "children": [
    {
      "children": [],
      "name": "Child 1"
    },
    {
      "children": [
        {
          "children": [
            {
              "children": [],
              "name": "Great Grand Kid"
            }
          ],
          "name": "Grand Kid"
        }
      ],
      "name": "Child 2"
    }
  ],
  "name": "Parent"
}

pyobj class: TreeNode
{
  "children": [
      ... same as before ...
  ],
  "name": "Parent"
}

Answer 2

这里有一个替代答案，它基本上是answer的问题Making object JSON serializable with regular encoder的Python 3版本，用于挑选普通json编码器不支持的任何Python对象＃ 39;已经处理好了。

存在一些差异。一个是它没有修补json模块，因为它不是解决方案的重要组成部分。另一个是虽然这次TreeNode类不是dict类派生的，但它具有基本相同的功能。这样做是为了防止库存JSONEncoder对其进行编码，并导致_default()子类中的JSONEncoder方法被替代使用。

除此之外，它是一种非常通用的方法，能够处理许多其他类型的Python对象，包括用户定义的类，无需修改。

import base64 from collections import MutableMapping import json import pickle class PythonObjectEncoder(json.JSONEncoder): def default(self, obj): return {'_python_object': base64.b64encode(pickle.dumps(obj)).decode('utf-8') } def as_python_object(dct): if '_python_object' in dct: return pickle.loads(base64.b64decode(dct['_python_object'])) return dct # based on AttrDict -- https://code.activestate.com/recipes/576972-attrdict class TreeNode(MutableMapping): """ dict-like object whose contents can be accessed as attributes. """ def __init__(self, name, children=None): self.name = name self.children = list(children) if children is not None else [] def __getitem__(self, key): return self.__getattribute__(key) def __setitem__(self, key, val): self.__setattr__(key, val) def __delitem__(self, key): self.__delattr__(key) def __iter__(self): return iter(self.__dict__) def __len__(self): return len(self.__dict__) tree = TreeNode('Parent') tree.children.append(TreeNode('Child 1')) child2 = TreeNode('Child 2') tree.children.append(child2) child2.children.append(TreeNode('Grand Kid')) child2.children[0].children.append(TreeNode('Great Grand Kid')) json_str = json.dumps(tree, cls=PythonObjectEncoder, indent=4) print('json_str:', json_str) pyobj = json.loads(json_str, object_hook=as_python_object) print(type(pyobj))

输出：

json_str: { "_python_object": "gANjX19tYWluX18KVHJlZU5vZGUKcQApgXEBfXECKFgIAAAAY2hp" "bGRyZW5xA11xBChoACmBcQV9cQYoaANdcQdYBAAAAG5hbWVxCFgH" "AAAAQ2hpbGQgMXEJdWJoACmBcQp9cQsoaANdcQxoACmBcQ19cQ4o" "aANdcQ9oACmBcRB9cREoaANdcRJoCFgPAAAAR3JlYXQgR3JhbmQg" "S2lkcRN1YmFoCFgJAAAAR3JhbmQgS2lkcRR1YmFoCFgHAAAAQ2hp" "bGQgMnEVdWJlaAhYBgAAAFBhcmVudHEWdWIu" } <class '__main__.TreeNode'>

如何将树类对象结构序列化为json文件格式？

2 个答案: