• 横向对比分析Python解析XML的四种方式


    横向对比分析Python解析XML的四种方式

    在最初学习PYTHON的时候,只知道有DOM和SAX两种解析方法,但是其效率都不够理想,由于需要处理的文件数量太大,这两种方式耗时太高无法接受。

    在网络搜索后发现,目前应用比较广泛,且效率相对较高的ElementTree也是一个比较多人推荐的算法,于是拿这个算法来实测对比,ElementTree也包括两种实现,一个是普通ElementTree(ET),一个是ElementTree.iterparse(ET_iter)。
    本文将对DOM、SAX、ET、ET_iter四种方式进行横向对比,通过处理相同文件比较各个算法的用时来评估其效率。
    程序中将四种解析方法均写为函数,在主程序中分别调用,来评估其解析效率。
    解压后的XML文件内容示例为:
    主程序函数调用部分代码为:    
    print("文件计数:%d/%d." % (gz_cnt,paser_num))
    str_s,cnt = dom_parser(gz)
    #str_s,cnt = sax_parser(gz)
    #str_s,cnt = ET_parser(gz)
    #str_s,cnt = ET_parser_iter(gz)
    output.write(str_s)
    vs_cnt = cnt

    在最初的函数调用中函数返回两个值,但接收函数调用值时用两个变量分别调用,导致每个函数都要执行两次,之后修改为一次调用两个变量接收返回值,减少了无效调用。
    1、DOM解析
    函数定义代码:    
    def dom_parser(gz):
      import gzip,cStringIO
      import xml.dom.minidom
       
      vs_cnt = 0
      str_s = ''
      file_io = cStringIO.StringIO()
      xm = gzip.open(gz,'rb')
      print("已读入:%s. 解析中:" % (os.path.abspath(gz)))
      doc = xml.dom.minidom.parseString(xm.read())
      bulkPmMrDataFile = doc.documentElement
      #读入子元素
      enbs = bulkPmMrDataFile.getElementsByTagName_r("eNB")
      measurements = enbs[0].getElementsByTagName_r("measurement")
      objects = measurements[0].getElementsByTagName_r("object")
      #写入csv文件
      for object in objects:
        vs = object.getElementsByTagName_r("v")
        vs_cnt = len(vs)
        for v in vs:
          file_io.write(enbs[0].getAttribute("id") ' ' object.getAttribute("id") ' '
          object.getAttribute("MmeUeS1apId") ' ' object.getAttribute("MmeGroupId") ' ' object.getAttribute("MmeCode") ' '
          object.getAttribute("TimeStamp") ' ' v.childNodes[0].data ' ') #获取文本值
      str_s = (((file_io.getvalue().replace(' ',' ')).replace(' ',',')).replace('T',' ')).replace('NIL','')
      xm.close()
      file_io.close()
      return (str_s,vs_cnt)

    程序运行结果:

    **************************************************
    程序处理启动。
    输入目录为:/tmcdata/mro2csv/input31/。
    输出目录为:/tmcdata/mro2csv/output31/。
    输入目录下.gz文件个数为:12,本次处理其中的12个。
    **************************************************
    文件计数:1/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_234598_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    文件计数:2/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_233798_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    文件计数:3/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_123798_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    ………………………………………
    文件计数:12/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_235598_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    VS行计数:177849,运行时间:107.077867,每秒处理行数:1660。
    已写入:/tmcdata/mro2csv/output31/mro_0001.csv。

    **************************************************
    程序处理结束。
    由于DOM解析需要将整个文件读入内存,并建立树结构,其内存消耗和时间消耗都比较高,但其优点在于逻辑简单,不需要定义回调函数,便于实现。

    2、SAX解析

    函数定义代码:    
    def sax_parser(gz):
      import os,gzip,cStringIO
      from xml.parsers.expat import ParserCreate
     
      #变量声明
      d_eNB = {}
      d_obj = {}
      s = ''
      global flag 
      flag = False
      file_io = cStringIO.StringIO()
       
      #Sax解析类
      class DefaultSaxHandler(object):
        #处理开始标签
        def start_element(self, name, attrs):
          global d_eNB
          global d_obj
          global vs_cnt
          if name == 'eNB':
            d_eNB = attrs
          elif name == 'object':
            d_obj = attrs
          elif name == 'v':
            file_io.write(d_eNB['id'] ' ' d_obj['id'] ' ' d_obj['MmeUeS1apId'] ' ' d_obj['MmeGroupId'] ' ' d_obj['MmeCode'] ' ' d_obj['TimeStamp'] ' ')
            vs_cnt = 1
          else:
            pass
        #处理中间文本
        def char_data(self, text):
          global d_eNB
          global d_obj
          global flag
          if text[0:1].isnumeric():
            file_io.write(text)
          elif text[0:17] == 'MR.LteScPlrULQci1':
            flag = True
            #print(text,flag)
          else:
            pass
        #处理结束标签
        def end_element(self, name):
          global d_eNB
          global d_obj
          if name == 'v':
            file_io.write(' ')
          else:
            pass
       
      #Sax解析调用
      handler = DefaultSaxHandler()
      parser = ParserCreate()
      parser.StartElementHandler = handler.start_element
      parser.EndElementHandler = handler.end_element
      parser.CharacterDataHandler = handler.char_data
      vs_cnt = 0
      str_s = ''
      xm = gzip.open(gz,'rb')
      print("已读入:%s. 解析中:" % (os.path.abspath(gz)))
      for line in xm.readlines():
        parser.Parse(line) #解析xml文件内容
        if flag:
          break
      str_s = file_io.getvalue().replace(' ',' ').replace(' ',',').replace('T',' ').replace('NIL','')  #写入解析后内容
      xm.close()
      file_io.close()
      return (str_s,vs_cnt)

    程序运行结果:

    **************************************************
    程序处理启动。
    输入目录为:/tmcdata/mro2csv/input31/。
    输出目录为:/tmcdata/mro2csv/output31/。
    输入目录下.gz文件个数为:12,本次处理其中的12个。
    **************************************************
    文件计数:1/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_234598_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    文件计数:2/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_233798_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    文件计数:3/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_123798_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    .........................................
    文件计数:12/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_235598_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    VS行计数:177849,运行时间:14.386779,每秒处理行数:12361。
    已写入:/tmcdata/mro2csv/output31/mro_0001.csv。

    **************************************************
    程序处理结束。
    SAX解析相比DOM解析,运行时间大幅缩短,由于SAX采用逐行解析,对于处理较大文件其占用内存也少,因此SAX解析是目前应用较多的一种解析方法。其缺点在于需要自己实现回调函数,逻辑较为复杂。

    3、ET解析

    函数定义代码:    
    def ET_parser(gz):
      import os,gzip,cStringIO
      import xml.etree.cElementTree as ET
     
      vs_cnt = 0
      str_s = ''
      file_io = cStringIO.StringIO()
      xm = gzip.open(gz,'rb')
      print("已读入:%s. 解析中:" % (os.path.abspath(gz)))
      tree = ET.ElementTree(file=xm)
      root = tree.getroot()
      for elem in root[1][0].findall('object'):
          for v in elem.findall('v'):
              file_io.write(root[1].attrib['id'] ' ' elem.attrib['TimeStamp'] ' ' elem.attrib['MmeCode'] ' '
              elem.attrib['id'] ' ' elem.attrib['MmeUeS1apId'] ' ' elem.attrib['MmeGroupId'] ' ' v.text ' ')
          vs_cnt = 1
      str_s = file_io.getvalue().replace(' ',' ').replace(' ',',').replace('T',' ').replace('NIL','')  #写入解析后内容
      xm.close()
      file_io.close()
      return (str_s,vs_cnt)

    程序运行结果:

    **************************************************
    程序处理启动。
    输入目录为:/tmcdata/mro2csv/input31/。
    输出目录为:/tmcdata/mro2csv/output31/。
    输入目录下.gz文件个数为:12,本次处理其中的12个。
    **************************************************
    文件计数:1/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_234598_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    文件计数:2/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_233798_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    文件计数:3/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_123798_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    ...........................................
    文件计数:12/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_235598_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    VS行计数:177849,运行时间:4.308103,每秒处理行数:41282。
    已写入:/tmcdata/mro2csv/output31/mro_0001.csv。

    **************************************************
    程序处理结束。
    相较于SAX解析,ET解析时间更短,并且函数实现也比较简单,所以ET具有类似DOM的简单逻辑实现且匹敌SAX的解析效率,因此ET是目前XML解析的首选。

    4、ET_iter解析

    函数定义代码:    
    def ET_parser_iter(gz):
      import os,gzip,cStringIO
      import xml.etree.cElementTree as ET
     
      vs_cnt = 0
      str_s = ''
      file_io = cStringIO.StringIO()
      xm = gzip.open(gz,'rb')
      print("已读入:%s. 解析中:" % (os.path.abspath(gz)))
      d_eNB = {}
      d_obj = {}
      i = 0
      for event,elem in ET.iterparse(xm,events=('start','end')):
        if i >= 2:
          break   
        elif event == 'start':
              if elem.tag == 'eNB':
                  d_eNB = elem.attrib
              elif elem.tag == 'object':
            d_obj = elem.attrib
          elif event == 'end' and elem.tag == 'smr':
          i = 1
        elif event == 'end' and elem.tag == 'v':
          file_io.write(d_eNB['id'] ' ' d_obj['TimeStamp'] ' ' d_obj['MmeCode'] ' ' d_obj['id'] ' '
          d_obj['MmeUeS1apId'] ' ' d_obj['MmeGroupId'] ' ' str(elem.text) ' ')
              vs_cnt = 1
          elem.clear()
      str_s = file_io.getvalue().replace(' ',' ').replace(' ',',').replace('T',' ').replace('NIL','')  #写入解析后内容
      xm.close()
      file_io.close()
      return (str_s,vs_cnt)

    程序运行结果:

    **************************************************
    程序处理启动。
    输入目录为:/tmcdata/mro2csv/input31/。
    输出目录为:/tmcdata/mro2csv/output31/。
    输入目录下.gz文件个数为:12,本次处理其中的12个。
    **************************************************
    文件计数:1/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_234598_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    文件计数:2/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_233798_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    文件计数:3/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_123798_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    ...................................................
    文件计数:12/12.
    已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_235598_20160224060000.xml.gz.
    解析中:
    VS行计数:177849,运行时间:3.043805,每秒处理行数:58429。
    已写入:/tmcdata/mro2csv/output31/mro_0001.csv。

    **************************************************
    程序处理结束。
    在引入了ET_iter解析后,解析效率比ET提升了近50%,而相较于DOM解析更是提升了35倍,在解析效率提升的同时,由于其采用了iterparse这个循序解析的工具,其内存占用也是比较小的。
    所以,小伙伴们,请好好利用这几种工具吧。
    以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助。

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