作為常用的 python 自帶數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊，shelve 和 dbm 都是非常方便的對(duì)象持久化存儲(chǔ)和檢索工具，并且這兩個(gè)模塊在使用上具有許多不同的特點(diǎn)。

本文將從 shelve 和 dbm 的介紹、用法、優(yōu)勢(shì)以及不同點(diǎn)等方面進(jìn)行詳細(xì)闡述和比較，希望能夠幫助讀者更好地理解和使用這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊。

一、shelve 和 dbm 的介紹

shelve 和 dbm 都是 python 自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊，可以用于持久化存儲(chǔ)和檢索 python 中的對(duì)象。

雖然這兩個(gè)模塊的本質(zhì)都是建立 key-value 對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)，但 shelve 模塊更像是 python 中的持久化字典。

支持存儲(chǔ) python 中的幾乎所有對(duì)象（如整型、字符串、字典、列表等），并且具有一定的數(shù)據(jù)壓縮功能。

而 dbm 則僅支持字符串類(lèi)型的鍵和值，并且它們會(huì)以二進(jìn)制文件的方式存儲(chǔ)在硬盤(pán)上。

shelve 需要使用 pickle 模塊對(duì) python 對(duì)象進(jìn)行序列化和反序列化，而 dbm 則直接使用字節(jié)序列進(jìn)行存儲(chǔ)。

因此，如果需要實(shí)現(xiàn) python 對(duì)象的持久化存儲(chǔ)和檢索，建議使用 shelve；否則，如果采用 dbm 更為合適。

不僅如此，shelve 和 dbm 在使用上還存在許多區(qū)別，例如 shelve 具有鎖支持。

而 dbm 不支持鎖操作，這意味著在一些數(shù)據(jù)安全性較高的場(chǎng)景下，shelve 更為適合。

接下來(lái)，我們將重點(diǎn)介紹 shelve 和 dbm 的用法、優(yōu)勢(shì)以及不同點(diǎn)等方面。

1.shelve 的用法

使用 shelve 模塊建立和打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)非常簡(jiǎn)單，我們只需要執(zhí)行如下代碼：

import shelve

db = shelve.open('mydata.db')

這里，我們建立了一個(gè)名字為 mydata.db 的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，并使用 shelve 模塊中的 open() 方法建立了一個(gè) shelve 對(duì)象 db。

此時(shí)，我們可以使用 python 字典的方式來(lái)存儲(chǔ)和讀取對(duì)象：

import shelve

db = shelve.open('mydata.db')
db['key1'] = 'value1'
db['key2'] = 2
db['key3'] = {'name': 'Jack', 'age': 25}

print(db['key1']) # 輸出 value1
print(db['key2']) # 輸出 2
print(db['key3']) # 輸出 {'name': 'Jack', 'age': 25}

可以看到，我們成功地將不同類(lèi)型的 python 對(duì)象存儲(chǔ)到了 shelve 數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且通過(guò)相應(yīng)的鍵名完成了對(duì)其的讀取操作。

需要注意的是，在使用 shelve 存儲(chǔ)自定義對(duì)象時(shí)，通過(guò) setstate__() 和 __getstate() 方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)象的序列化和反序列化。

shelve 對(duì)象也可以使用 python 的 with 語(yǔ)句進(jìn)行上下文管理：

import shelve

with shelve.open('mydata.db') as db:
    db['key4'] = {'name': 'Tom', 'age': 22}

print(db['key4']) # 輸出 KeyError: 'key4'

使用 with 語(yǔ)句可以確保在代碼塊結(jié)束時(shí)，shelve 對(duì)象會(huì)被關(guān)閉，并將其所包含的對(duì)象保存到硬盤(pán)上。

此時(shí)，需要注意的是，由于已經(jīng)關(guān)閉了 shelve 對(duì)象，無(wú)法再直接使用 db 對(duì)象訪(fǎng)問(wèn)鍵值 key4。

最后，我們需要手動(dòng)關(guān)閉 shelve 數(shù)據(jù)庫(kù)：

import shelve

db = shelve.open('mydata.db')
# 操作數(shù)據(jù)庫(kù)
db.close()

2.dbm 的用法

與 shelve 類(lèi)似，使用 dbm 模塊建立和打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)也非常簡(jiǎn)單：

import dbm

db = dbm.open('mydata.db', 'c')

這里，我們建立了一個(gè)名字為 mydata.db 的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，并使用 dbm 的 open() 方法建立了一個(gè) dbm 對(duì)象 db。

需要注意的是，與 shelve 不同的是，dbm 只支持字符串類(lèi)型的鍵和值，并且需要用字節(jié)串的形式作為鍵和值。

我們可以使用字節(jié)串來(lái)存儲(chǔ)字符串：

import dbm

db = dbm.open('mydata.db', 'c')
db[b'key1'] = b'value1'
db[b'key2'] = b'value2'

print(db[b'key1']) # 輸出 value1
print(db[b'key2']) # 輸出 value2

需要注意的是，我們使用了字節(jié)串作為鍵和值，以便在存儲(chǔ)和讀取時(shí)使用。

如果要將 Unicode 字符串存儲(chǔ)到 dbm 中，需要使用 encode() 方法將其編碼為字節(jié)串，例如：

import dbm

db = dbm.open('mydata.db', 'c')
db[b'key3'] = '這是一個(gè)字符串'.encode('utf-8')

print(db[b'key3'].decode('utf-8')) # 輸出 這是一個(gè)字符串

與 shelve 一樣，dbm 對(duì)象也可以使用 python 的 with 語(yǔ)句進(jìn)行上下文管理：

import dbm

with dbm.open('mydata.db', 'c') as db:
    db[b'key4'] = b'value4'

print(db[b'key4']) # 輸出 KeyError: b'key4'

需要注意的是，在使用 with 語(yǔ)句時(shí)，db 對(duì)象也會(huì)在離開(kāi)代碼塊時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。

最后，我們需要手動(dòng)關(guān)閉 dbm 數(shù)據(jù)庫(kù)：

import dbm

db = dbm.open('mydata.db', 'c')
# 操作數(shù)據(jù)庫(kù)
db.close()

二、shelve 和 dbm 的優(yōu)勢(shì)

shelve 和 dbm 模塊的優(yōu)勢(shì)在于它們非常方便，無(wú)需安裝任何第三方庫(kù)即可使用。

它們的 API 與 python 內(nèi)置的類(lèi)型非常相似，因此使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單。

此外，它們對(duì)于小型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索非常高效，并且具有跨平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。

盡管這些特點(diǎn)不一定具有普適性，但在許多程序中都是優(yōu)秀且合理的選擇。

此外，shelve 模塊具有數(shù)據(jù)壓縮的功能，可以在一定程度上提高存儲(chǔ)效率。

這是由于 shelve 會(huì)將 python 對(duì)象轉(zhuǎn)換為字符串，并壓縮這些字符串，從而減小數(shù)據(jù)文件的大小。

因此，如果需要長(zhǎng)期存儲(chǔ)比較多的數(shù)據(jù)，使用 shelve 可以使得磁盤(pán)占用量更小，并且可以加速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索的速度。

三、shelve 和 dbm 的不同點(diǎn)

shelve 和 dbm 在使用上具有許多不同點(diǎn)。下面我們將重點(diǎn)討論它們的幾種不同之處。

1. 數(shù)據(jù)類(lèi)型不同

最引人注目的是，shelve 和 dbm 支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型不同。

shelve 可以存儲(chǔ)任意的 python 對(duì)象，包括列表、字典、元組、自定義對(duì)象等，而 dbm 僅支持字節(jié)串類(lèi)型的鍵和值。

具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于數(shù)據(jù)類(lèi)型的限制，shelve 要比 dbm 更小。

這取決于具體應(yīng)用需求，但是如果需要存儲(chǔ) python 對(duì)象，則可以使用 shelve，否則可以使用 dbm。

2. 支持不同的鎖

shelve 具有鎖支持，這意味著它可以被多個(gè)進(jìn)程或線(xiàn)程同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)，可以有效避免并發(fā)沖突的情況。

相比之下，dbm 不支持鎖操作，這意味著在訪(fǎng)問(wèn) dbm 數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)需要自己實(shí)現(xiàn)自己的鎖邏輯，以確保并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)的正確性。

3. 磁盤(pán)空間占用不同

盡管 shelve 和 dbm 都是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在硬盤(pán)上，但是占用的磁盤(pán)空間大小卻有所不同。

通常情況下，shelve 會(huì)壓縮數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)它們，因此在許多情況下，shelve 會(huì)占用更少的磁盤(pán)空間。

而 dbm 不需要進(jìn)行壓縮操作，因此當(dāng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量較小時(shí)，dbm 相對(duì)于 shelve 更為節(jié)省磁盤(pán)空間。

總結(jié)

在本文中，我們?cè)敿?xì)介紹了 shelve 和 dbm 兩個(gè) python 自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊，包括它們的介紹、用法、優(yōu)勢(shì)以及不同點(diǎn)等。

雖然 shelve 和 dbm 的共同點(diǎn)是都能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的持久化存儲(chǔ)和檢索功能。

但是這兩個(gè)模塊在存儲(chǔ)和檢索的數(shù)據(jù)類(lèi)型、支持鎖的程度以及磁盤(pán)空間占用等方面存在許多不同點(diǎn)。

在選擇具體的模塊時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行選擇。