本文主要是介绍构建高效的数据存储系统：Python dbm 模块的应用与实践，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
🍀 前言
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👋 简介
dbm（Database Manager）是Python中的一个模块，用于创建和管理简单的键值对数据库。它提供了一种简单而有效的方式来存储和检索数据，特别适用于小型应用程序或需要快速访问数据的场景。
📖 正文
1 dbm的介绍
1.1 方法介绍
open(filename[, flag[, mode]])：打开或创建一个数据库文件；filename：文件名flag：参数可以是'r'（打开一个存在的文件，默认值）、'w'（打开文件对其读/写，如果文件不存在，则不会创建它）、'c'（打开文件对其进行读/写，如果不存在则创建该文件）、'n'（总是创建一个新的空白文件用于读/写）；mode：参数的 Unix 模式，八进制默认设置为0o666，仅在创建新数据库时使用；
keys()：返回数据库中所有的键；values()：返回数据库中所有的值；get(key, default=None)：根据键获取对应的值，若不存在则返回None；clear()：清空数据库；close()：关闭数据库。
1.2 特点介绍
- 简单易用：dbm 模块提供了一种简单而直观的方式来创建和管理键值对数据库，适用于小型应用程序或需要快速访问数据的场景。
- 多种支持：dbm 模块支持多种不同类型的数据库，如 GNU dbm、Berkeley DB、OpenBSD db、QDBM 等，这使得可以方便地切换和使用不同的数据库。
- 键值存储：通过 dbm 模块，可以使用字符串作为键和值来存储数据，类似于字典的方式。这使得可以快速检索和访问对应的值。
- 灵活的操作方法：dbm 模块提供了一系列灵活且便捷的操作方法，如打开/关闭数据库、获取所有键或值、根据键获取对应的值、更新数据库等，方便进行数据存储和检索操作。
- 跨平台支持：dbm 模块在不同的操作系统上都有良好的支持，因此可以在多个平台上使用。
2 dbm的使用
2.1 数据写入
import dbmdata = {'sno': '201215001','name': '张三','age': 20,'hobby': ['足球', '篮球'],'学校': 'xx大学'
}f = dbm.open('student', 'c')
for k, v in data.items():f[k] = str(v)f.close()
数据写入成功后，会在同级目录中生成三个文件
2.2 数据读取
数据读取的时候，如果有中文，则需要使用decode()对字符串进行转码，即可显示正常的中文信息。
import dbmf = dbm.open('student')
for k in f:value = f[k].decode()print(f'{k.decode()}==>{value}==>{type(value)}')# sno==>201215001==><class 'str'>
# name==>张三==><class 'str'>
# age==>20==><class 'str'>
# hobby==>['足球', '篮球']==><class 'str'>
# 学校==>xx大学==><class 'str'>
通过type()可以发现，读取出的数据，类型都是字符串，而在数据存储的时候，不仅有字符串，还有数字和列表，我们可以通过对应的方法，如果list，int，json等方式，可以将获取到的字符串进行类型转换。
2.3 键值获取
f = dbm.open('student')
print(f.keys())
print(f.values())
print([i.decode() for i in f.values()])# [b'sno', b'name', b'age', b'hobby', b'\xe5\xad\xa6\xe6\xa0\xa1']
# ValuesView(<dbm.dumb._Database object at 0x000001F6A0FFFB80>)
# ['201215001', '张三', '20', "['足球', '篮球']", 'xx大学']
key()返回的列表中，元素都是byte类型，而values()返回的内存地址，通过列表推导式可以获得值的内容。
3 工具类封装
import dbm
import re
from typing import Union, Anyclass DBMUtils:def __init__(self, filename: str) -> None:self.filename = filenamedef __dbm_write(self, filename: str, data: dict) -> None:"""数据持久化:param filename: 文件名:param data: 数据:return:"""with dbm.open(filename, 'c') as f:for k, v in data.items():f[k] = str(v)def __type_conversion(self, content: str) -> Any:"""对读取的字符串数据进行正则匹配，将字符串类型的字典，列表，数字，布尔转换成对应类型:param content: 字符串内容:return:"""pattern = r'\{.*\}$|\[.*\]$|\(.*\)$|^[-+]?[0-9]*\.?[0-9]+$|true|false'if re.match(pattern, content, re.I):return eval(content)else:return contentdef write(self, data: Union[dict, list]) -> None:"""写入json数据:param data: 数据:return:"""if isinstance(data, dict):self.__dbm_write(self.filename, data)elif isinstance(data, list):for item in data:filename = f'{self.filename}{data.index(item)}'self.__dbm_write(filename, item)else:raise TypeError('data must be dict or list')def read(self, key: str = None, *, flag: bool = False) -> Any:"""通过键获取值:param key: 键，默认值为None，则获取所有数据，否则通过键获取值:param flag: 是否将字符串类型的字典，列表，数字，布尔转换成对应类型，默认False:return:"""if key:with dbm.open(self.filename) as f:try:if flag:return self.__type_conversion(f[key].decode())else:return f[key].decode()except KeyError:return Noneelse:with dbm.open(self.filename) as f:if flag:return {k.decode(): self.__type_conversion(v.decode()) for k, v in f.items()}else:return {k.decode(): v.decode() for k, v in f.items()}
2.1 写入数据
写入数据的方法write(data)支持传入字典，或者列表套字典。
if __name__ == '__main__':db = DBMUtils('person')data = {'no': '10001','name': '张三','student': True,'age': 20,'hobby': ['足球', '篮球'],'score': {'chinese': 80,'math': 90,'english': 85}}db.write(data)
2.2 读取数据
读取数据方法read([key[, flag]])支持读取全部内容，或根据键获取对应的值，同时flag参数为True时，会将对应的字符串类型的字典，列表，数字，布尔类型转换成对应的类型。
if __name__ == '__main__':db = DBMUtils('person')res = db.read('hobby', flag=True)print(res)print(type(res))# ['足球', '篮球']
# <class 'list'>
✏ 总结
虽然 dbm 模块提供了简单、轻量级的数据库管理功能，但在并发性能和复杂查询支持方面可能不如其他高级数据库，因此对于大型应用程序或需要复杂查询和事务支持的场景，可能需要考虑其他更强大的数据库解决方案。
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