如何将树类对象结构序列化为json文件格式？

Question

给定下面的代码示例，如何使用Python3用JSON序列化这些类实例？

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

当我尝试执行json.dumps时，会出现以下错误：

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

然后我发现，如果我将默认值设置为json.dumps以返回__dict__，我可以很好地序列化它，但执行json.loads就成了一个问题。

我可以找到很多带有基本字符串的自定义编码器/解码器示例，但是没有一个示例有列表，在本例中是self.children。子节点列表将包含子节点及其子节点其他节点。我需要一种方法来得到所有的一切。

Answer 1

这里有一个替代的答案，基本上是Python 3版本的my answer对问题Making object JSON serializable with regular encoder的回答，这个问题可以pickle常规的json编码器尚未处理的任何Python对象。

有一些不同。其一，它不会对json模块进行monkey修补，因为这不是解决方案的基本部分。另一个是，尽管这次TreeNode类不是从dict类派生的，但它的功能基本上是相同的。这样做是为了防止stockJSONEncoder对其进行编码，并导致使用JSONEncoder子类中的_default()方法。

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

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'>