Python：shelve 库高级用法举例和应用详解

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Python：shelve库高级用法举例和应用详解

模块介绍

shelve 是 Python 标准库模块之一，旨在通过简单的方式将 Python 对象持久化存储到文件中。与数据库相比，shelve 更像是一个基于键值对的数据存储，它集成了 Python 内置的 pickle 模块使得开发者可以轻松持久化各种 Python 对象。适用于 Python 3.0 及以上版本。

应用场景

shelve 模块最适用于以下几种场景：

  1. 缓存数据：可以作为应用的缓存层，减少不必要的计算和数据传输。
  2. 设置持久化：存储用户配置、应用设置等信息，使其在程序重启后仍能可访问。
  3. 小型数据库：用作轻量级数据库，存储小规模数据，不需要实现复杂的数据库系统。

安装说明

shelve 是 Python 的内置模块，因此无需额外安装。可以直接在 Python 环境中导入使用。

用法举例

举例 1：简单数据存储

以下代码展示如何使用 shelve 模块存储和读取简单的 Python 对象。

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import shelve  # 导入shelve模块

# 创建并打开shelve文件
with shelve.open('test_shelve.db') as db:
    db['name'] = 'Alice'  # 存储字符串对象
    db['age'] = 30        # 存储整型对象

# 重新打开并读取shelve文件
with shelve.open('test_shelve.db') as db:
    name = db['name']  # 读取name
    age = db['age']  # 读取age
    print(f'Name: {name}, Age: {age}')  # 打印结果

举例 2：存储复杂对象

shelve 模块可以存储各种 Python 对象，包括列表和字典。

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import shelve  # 导入shelve模块

# 创建列表和字典
user_info = {'name': 'Alice', 'age': 30, 'email': 'alice@example.com'}
transaction_history = [
    {'date': '2024-07-01', 'amount': 250.0},
    {'date': '2024-07-02', 'amount': -50.0},
]

# 创建并打开shelve文件
with shelve.open('users_shelve.db') as db:
    db['user_info'] = user_info  # 存储字典对象
    db['transactions'] = transaction_history  # 存储列表对象

# 重新打开并读取shelve文件
with shelve.open('users_shelve.db') as db:
    user_info = db['user_info']  # 读取user_info字典
    transactions = db['transactions']  # 读取transactions列表
    print(user_info)  # 打印user_info
    print(transactions)  # 打印transactions

举例 3：使用 shelve 模块实现简单缓存

以下代码展示了如何使用 shelve 模块在一个函数中实现简单的缓存机制。

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import shelve  # 导入shelve模块

# 计算函数
def expensive_computation(num):
    # 假设这里有一个非常耗时的计算
    return num * num

# 缓存函数
def cached_computation(num):
    with shelve.open('cache_shelve.db') as cache:
        if str(num) in cache:
            result = cache[str(num)]  # 从缓存中读取结果
            print(f"Cache hit for {num}: {result}")  # 打印缓存命中
        else:
            result = expensive_computation(num)
            cache[str(num)] = result  # 将结果存储到缓存中
            print(f"Cache miss for {num}: {result}")  # 打印缓存未命中

    return result

# 使用缓存函数
print(cached_computation(4))  # 第一次计算
print(cached_computation(4))  # 第二次读取缓存

通过以上三个示例，你可以看到 shelve 模块如何方便地用于不同的数据持久化场景，包括简单数据存储、复杂对象存储以及实现简单的缓存机制。

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