如何将Python字典序列化为XML?

在Python中，经常会使用字典数据结构来存储和处理数据，而XML是一种广泛应用于数据交换的格式。因此，将Python字典序列化为XML是一项常见的任务。本文将介绍如何使用Python标准库中的xml.etree.ElementTree模块来实现这个过程。

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XML是什么？

XML，全称为可扩展标记语言（Extensible Markup Language），是一种描述数据的语言。它使用标记和标签来描述数据，比如将下面的数据：

{'name': 'John', 'age': 30, 'hometown': 'New York'}

序列化成XML格式，可以得到如下内容：

<person>
  <name>John</name>
  <age>30</age>
  <hometown>New York</hometown>
</person>

可以看到，XML中使用标记（tag）来描述数据的类型，用标签（element）来包含数据的值。与JSON相比，XML更为复杂和冗长，但是它有更广泛的应用场景，特别是在传输和存储结构化数据方面。

使用xml.etree.ElementTree序列化字典

在Python标准库中，包含了xml.etree.ElementTree模块，它提供了一个简单而灵活的方法来创建和处理XML文档。使用该模块，可以将Python字典序列化为XML格式。下面是一段示例代码：

import xml.etree.ElementTree as ET

data = {'name':'John', 'age':30, 'hometown':'New York'}

root = ET.Element('person')

for key, value in data.items():
    node = ET.Element(key)
    node.text = str(value)
    root.append(node)

tree = ET.ElementTree(root)
tree.write('person.xml', encoding='utf-8', xml_declaration=True)

代码分析：

1. 导入模块：首先，我们导入xml.etree.ElementTree模块并起别名为ET，以方便后续使用。

2. 准备数据：我们定义了一个字典data，其中包含了persons的姓名、年龄和家乡等信息。这个字典将被序列化成XML格式。

3. 创建XML文档根节点：我们使用ET.Element方法创建一个名为person的根节点。

4. 遍历字典并创建相应的XML节点：我们遍历字典，每遇到一对键值对，就使用ET.Element方法创建一个新的XML节点，并分别将键和值作为节点的标记和文本内容。

5. 将XML节点添加到文档根节点中：我们使用root.append()方法将所有XML节点添加到根节点中。

6. 创建XML树：我们使用ET.ElementTree方法创建一个新的XML树，并将根节点传递给该方法。

7. 将XML树写入文件：最后，我们使用tree.write()方法将XML树写入到名为person.xml的文件中。其中，encoding=’utf-8’表示使用UTF-8编码，xml_declaration=True表示在XML文件中写入XML声明。

运行以上代码，将得到person.xml文件，在里面查看，可以看到如下内容：

<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
<person>
    <name>John</name>
    <age>30</age>
    <hometown>New York</hometown>
</person>

XML声明是指出XML文档使用的XML版本以及XML编码的方法，这里表示使用XML 1.0版本和utf-8编码格式。

使用xml.dom.minidom美化XML

以上代码已经实现了将Python字典序列化为XML的功能，但是在XML文件中，所有的元素和属性都是在同一行上的，这显然不够美观和易读。因此，我们可以使用xml.dom.minidom模块来格式化XML文件。下面是实现这个过程的代码：

import xml.etree.ElementTree as ET
import xml.dom.minidom as MD

data = {'name':'John', 'age':30, 'hometown':'New York'}

root = ET.Element('person')

for key, value in data.items():
    node = ET.Element(key)
    node.text = str(value)
    root.append(node)

tree = ET.ElementTree(root)

xml_str = ET.tostring(root, encoding='utf-8', method='xml')
dom = MD.parseString(xml_str)
pretty_xml = dom.toprettyxml(indent='\t')

with open('person.xml', 'w') as f:
    f.write(pretty_xml)

代码分析：

1. 导入模块：我们仍然导入xml.etree.ElementTree模块并起别名为ET，以方便后续使用，同时也导入xml.dom.minidom模块并起别名为MD。

2. 准备数据：我们定义了一个字典data，其中包含了persons的姓名、年龄和家乡等信息。这个字典将被序列化成XML格式。

3. 创建XML文档根节点和XML节点：与之前相同，我们使用ET.Element方法创建一个名为person的根节点，并遍历字典data，创建相应的XML节点。

4. 创建XML树：我们使用ET.ElementTree方法创建一个新的XML树，并将根节点传递给该方法。

5. 使用minidom美化XML：我们使用ET.tostring()方法将XML树转换为字符串，然后使用MD.parseString()方法将XML字符串转换为DOM对象，最后使用dom.toprettyxml()方法将DOM对象转换为美化后的XML字符串。

6. 写入美化后的XML文件：最后，我们使用open()函数创建一个名为person.xml的文件，并将美化后的XML字符串写入该文件中。

运行以上代码，将得到person.xml文件，在里面查看，可以看到如下内容：

<?xml version="1.0" ?>
<person>
        <name>John</name>
        <age>30</age>
        <hometown>New York</hometown>
</person>

可以看到，现在XML文件的格式更加美观和易读了。

结论

本文介绍了如何使用Python标准库中的xml.etree.ElementTree模块将Python字典序列化为XML格式，并使用xml.dom.minidom模块来美化XML文件。XML是一种广泛应用于数据交换的格式，通过本文的介绍，相信读者可以更加灵活地使用Python来处理XML格式的数据。