本文介绍了如何使用 Pydantic 在 Python 中校验复杂的数据结构，特别是嵌套列表和字典的组合。通过 `conlist` 和 `BaseModel` 的组合使用，可以精确地定义和验证数据的类型、长度和内容，从而确保数据的有效性和一致性。
Pydantic 是一个强大的 Python 库，用于数据验证和设置管理。它允许你使用 Python 类型提示来定义数据结构，并在运行时进行验证。这对于构建健壮的 API 和处理外部数据源至关重要。本文将重点介绍如何使用 Pydantic 校验包含嵌套列表和字典的复杂数据结构，并提供一个实际的示例。
使用 conlist 约束列表长度和类型
conlist 是 Pydantic 提供的一个特殊类型，允许你约束列表的长度和类型。例如，你可以定义一个列表，其中每个元素都必须是字符串，且列表的长度必须是 3。这对于需要特定格式的数据非常有用。
使用 BaseModel 定义数据模型
BaseModel 是 Pydantic 的核心类，用于定义数据模型。你可以通过继承 BaseModel 来创建自己的数据模型，并在模型中定义字段及其类型。Pydantic 会自动验证这些字段的值是否符合定义的类型。
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示例：校验包含嵌套列表的字典
假设我们需要校验以下数据结构：
{
"filters": {
"simple": [["str", "str", "any"], ...],
"combined": [["str", "str", "str"], ...]
}
}其中，filters 字段是一个字典，包含 simple 和 combined 两个键。simple 和 combined 的值都是一个列表，列表中的每个元素都是一个包含 3 个字符串的列表。
我们可以使用 Pydantic 来定义以下模型：
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from pydantic import BaseModel, conlist
from typing import List, Any
class SimpleCombine(BaseModel):
simple: List[conlist(str, min_length=3, max_length=3)]
combined: List[conlist(str, min_length=3, max_length=3)]
class Filter(BaseModel):
filters: SimpleCombine在这个例子中：
- SimpleCombine 模型定义了 simple 和 combined 字段，它们都是字符串列表的列表。conlist(str, min_length=3, max_length=3) 确保每个内部列表都包含 3 个字符串。
- Filter 模型定义了 filters 字段，它的类型是 SimpleCombine。
现在，我们可以使用这个模型来验证数据：
data = {
"filters": {
"simple": [["a", "b", "c"], ["d", "e", "f"]],
"combined": [["g", "h", "i"], ["j", "k", "l"]]
}
}
try:
validated_data = Filter(**data)
print("数据验证成功！")
print(validated_data)
except Exception as e:
print("数据验证失败：", e)如果数据符合模型定义，Pydantic 将会成功验证数据并创建一个 Filter 实例。否则，将会抛出一个异常，指出哪些字段验证失败以及原因。
在 FastAPI 中使用 Pydantic 进行请求体验证
Pydantic 与 FastAPI 无缝集成，可以轻松地在 FastAPI 路由中使用 Pydantic 模型来定义请求体。
from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel, conlist
from typing import List
app = FastAPI()
class SimpleCombine(BaseModel):
simple: List[conlist(str, min_length=3, max_length=3)]
combined: List[conlist(str, min_length=3, max_length=3)]
class Filter(BaseModel):
filters: SimpleCombine
@app.post("/validate")
async def validate_data(filter_data: Filter):
return {"message": "数据验证成功!", "data": filter_data}在这个例子中，validate_data 函数接收一个 Filter 类型的参数。FastAPI 会自动使用 Pydantic 来验证请求体是否符合 Filter 模型的定义。如果请求体无效，FastAPI 将会返回一个 HTTP 422 错误，并包含详细的错误信息。
注意事项
- conlist 可以用于约束列表的长度和类型，但它不能约束列表中的元素的顺序。
- Pydantic 提供了许多其他的验证器，可以用于执行更复杂的验证逻辑。
- 在定义数据模型时，应该尽可能地使用类型提示，以便 Pydantic 可以进行更精确的验证。
总结
Pydantic 是一个强大的 Python 库，可以帮助你轻松地验证复杂的数据结构。通过 conlist 和 BaseModel 的组合使用，你可以精确地定义和验证数据的类型、长度和内容，从而确保数据的有效性和一致性。这对于构建健壮的 API 和处理外部数据源至关重要。Pydantic 与 FastAPI 的无缝集成，更是简化了 API 开发过程，提高了开发效率。
