Python学习笔记九10：shelve模块

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7 .shelve模块
- (1) 一个潜在的陷阱
- (2) 一个简单的数据库示例

7 .shelve模块

下一章将介绍如何将数据存储到文件中，但如果需要的是简单的存储方案，模块shelve可替你完成大部分工作——你只需提供一个文件名即可。
对于模块shelve，你唯一感兴趣的是函数open。这个函数将一个文件名作为参数，并返回一个Shelf对象，供你用来存储数据。你可像操作普通字典那样操作它(只是键必须为字符串)，操作完毕(并将所做的修改存盘)时，可调用其方法close。

(1) 一个潜在的陷阱

至关重要的一点是认识到shelve.open返回的对象并非普通映射，如下例所示：

>>> import shelve
>>> s = shelve.open('test.dat')
>>> s['x'] = ['a', 'b', 'c']
>>> s['x'].append('d')
>>> s['x']       #['a', 'b', 'c']

这很容易解释：当你查看shelf对象中的元素时，将使用存储版重建该对象，而当你将一个元素赋给键时，该元素将被存储。在上述示例中，发生的事情如下。

列表[‘a’, ‘b’, ‘c’]被存储到s的’x’键下。
获取存储的表示，并使用它创建一个新列表，再将’d’附加到这个新列表末尾，但这个修改后的版本未被存储！
最后，再次获取原来的版本——其中没有’d’。

要正确地修改使用模块shelve存储的对象，必须将获取的副本赋给一个临时变量，并在修改这个副本后再次存储：

>>> temp = s['x']
>>> temp.append('d')
>>> s['x'] = temp
>>> s['x']   #['a', 'b', 'c', 'd']

还有另一种避免这个问题的办法：将函数open的参数writeback设置为True。这样，从shelf对象读取或赋给它的所有数据结构都将保存到内存(缓存)中，并等到你关闭shelf对象时才将它们写入磁盘中。如果你处理的数据不多，且不想操心这些问题，将参数writeback设置为True可能是个不错的主意。在这种情况下，你必须确保在处理完毕后将shelf对象关闭。为此，一种办法是像处理打开的文件那样，将shelf对象用作上下文管理器，这将在下一章讨论。

(2) 一个简单的数据库示例

代码清单10-8是一个使用模块shelve的简单数据库应用程序。

# database.py
import sys, shelve
def store_person(db):   """让用户输入数据并将其存储到shelf对象中"""pid = input('Enter unique ID number: ')person = {}person['name'] = input('Enter name: ')person['age'] = input('Enter age: ')person['phone'] = input('Enter phone number: ')db[pid] = persondef lookup_person(db):"""让用户输入ID和所需的字段，并从shelf对象中获取相应的数据"""pid = input('Enter ID number: ')field = input('What would you like to know? (name, age, phone) ')field = field.strip().lower()   #处理下输入的数据print(field.capitalize() + ':', db[pid][field]) #输出指定的信息def print_help():''' 介绍'''print('The available commands are:')print('store : Stores information about a person')print('lookup : Looks up a person from ID number')print('quit : Save changes and exit')print('? : Prints this message')def enter_command():'''输入想要实现的功能'''cmd = input('Enter command (? for help): ')cmd = cmd.strip().lower()return cmddef main():database = shelve.open('C:\\database.dat') # 你可能想修改这个名称try:while True:cmd = enter_command()if cmd == 'store':store_person(database)elif cmd == 'lookup':lookup_person(database)elif cmd == '?':print_help()elif cmd == 'quit':returnfinally:database.close()
if name == '__main__': main()

代码清单10-8所示的程序有几个有趣的特征。

所有代码都放在函数中，这提高了程序的结构化程度(一个可能的改进是将这些函数作为一个类的方法)。
主程序位于函数main中，这个函数仅在__name__== '__main__'时才会被调用。这意味着可在另一个程序中将这个程序作为模块导入，再调用函数main。
在函数main中，我打开一个数据库(shelf)，再将其作为参数传递给其他需要它的函数。由于这个程序很小，我原本可以使用一个全局变量，但在大多数情况下，最好不要使用全局变量——除非你有理由这样做。
读入一些值后，我调用strip和lower来修改它们，因为仅当提供的键与存储的键完全相同时，它们才匹配。如果对用户输入的内容都调用strip和lower，用户输入时就无需太关心大小写，且在输入开头和末尾有多余的空白也没有关系。另外，注意到打印字段名时使用了capitalize。
为确保数据库得以妥善的关闭，我使用了try和finally。不知道什么时候就会出现问题，进而引发异常。如果程序终止时未妥善地关闭数据库，数据库文件可能受损，变得毫无用处。通过使用try和finally，可避免这样的情况发生。我原本也可像第11章介绍的那样，将shelf用作上下文管理器。

我们来试试这个数据库。下面是一个示例交互过程：

Enter command (? for help): ?
The available commands are:
store : Stores information about a person
lookup : Looks up a person from ID number
quit : Save changes and exit
? : Prints this message
Enter command (? for help): store
Enter unique ID number: 001
Enter name: Mr. Gumby
Enter age: 42
Enter phone number: 555-1234
Enter command (? for help): lookup
Enter ID number: 001
What would you like to know? (name, age, phone) phone
Phone: 555-1234
Enter command (? for help): quit

这个交互过程并不是很有趣。我原本可以使用普通字典(而不是shelf对象)来完成这个任务。退出这个程序后，来看看再次运行它时(这也许是在第二天)发生的情况。

Enter command (? for help): lookup
Enter ID number: 001
What would you like to know? (name, age, phone) name
Name: Mr. Gumby
Enter command (? for help): quit

如你所见，这个程序读取前面运行它时创建的文件，该文件依然包含Mr. Gumby！
提示:如果要以这样的格式保存数据，也就是让使用其他语言编写的程序能够轻松地读取它们，可考虑使用JSON格式。Python标准库提供了用于处理JSON字符串(在这种字符串和Python值之间进行转换)的模块json。