序列化和反序列化来自用户定义类的对象

Question

假设我有这样的类层次结构：

class SerializableWidget(object):
# some code

class WidgetA(SerilizableWidget):
# some code

class WidgetB(SerilizableWidget):
# some code

我希望能够将WidgetA 和WidgetB（以及可能的其他小部件）的实例序列化为json 的文本文件。然后，我希望能够在事先不知道它们的具体类的情况下反序列化它们：

some_widget = deserielize_from_file(file_path) # pseudocode, doesn't have to be exactly a method like this

并且some_widget 需要从SerilizableWidget 的精确子类构造。我该怎么做呢？我需要在层次结构的每个类中覆盖/实现哪些方法？

假设上述类的所有字段都是原始类型。如何覆盖一些 __to_json__ 和 __from_json__ 方法，诸如此类？

Answer 1

你可以用很多方法解决这个问题。一个例子是将object_hook 和default 参数分别用于json.load 和json.dump。

您只需将类与对象的序列化版本一起存储，然后在加载时必须使用哪个类与哪个名称的映射。

下面的例子使用了一个dispatcher类装饰器，在序列化的时候存储类名和对象，反序列化的时候再查找。您只需要在每个类上使用 _as_dict 方法将数据转换为字典：

import json

@dispatcher
class Parent(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def _as_dict(self):
        return {'name': self.name}


@dispatcher
class Child1(Parent):
    def __init__(self, name, n=0):
        super().__init__(name)
        self.n = n

    def _as_dict(self):
        d = super()._as_dict()
        d['n'] = self.n
        return d

@dispatcher
class Child2(Parent):
    def __init__(self, name, k='ok'):
        super().__init__(name)
        self.k = k

    def _as_dict(self):
        d = super()._as_dict()
        d['k'] = self.k
        return d

现在进行测试。首先让我们创建一个包含 3 个不同类型对象的列表。

>>> obj = [Parent('foo'), Child1('bar', 15), Child2('baz', 'works')]

对其进行序列化将在每个对象中产生具有类名的数据：

>>> s = json.dumps(obj, default=dispatcher.encoder_default)
>>> print(s)
[
  {"__class__": "Parent", "name": "foo"},
  {"__class__": "Child1", "name": "bar", "n": 15},
  {"__class__": "Child2", "name": "baz", "k": "works"}
]

然后加载它会生成正确的对象：

obj2 = json.loads(s, object_hook=dispatcher.decoder_hook)
print(obj2)
[
  <__main__.Parent object at 0x7fb6cd561cf8>, 
  <__main__.Child1 object at 0x7fb6cd561d68>,
  <__main__.Child2 object at 0x7fb6cd561e10>
]

最后是dispatcher的实现：

class _Dispatcher:
    def __init__(self, classname_key='__class__'):
        self._key = classname_key
        self._classes = {} # to keep a reference to the classes used

    def __call__(self, class_): # decorate a class
        self._classes[class_.__name__] = class_
        return class_

    def decoder_hook(self, d):
        classname = d.pop(self._key, None)
        if classname:
            return self._classes[classname](**d)
        return d

    def encoder_default(self, obj):
        d = obj._as_dict()
        d[self._key] = type(obj).__name__
        return d
dispatcher = _Dispatcher()