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使用 Pydantic 在 Python 中进行复杂数据结构的验证

花韻仙語

发布： 2025-10-19 12:56:01

原创

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使用 pydantic 在 python 中进行复杂数据结构的验证

本文介绍了如何使用 Pydantic 库在 Python 中验证复杂的数据结构，特别是针对包含嵌套列表和固定键名的字典的场景。通过 `conlist` 和 `BaseModel` 的结合使用，可以有效地确保数据的类型、长度和结构符合预期，从而提高代码的健壮性和可靠性。

在 Python 开发中，数据验证是一个至关重要的环节，尤其是在处理外部数据或用户输入时。Pydantic 是一个强大的数据验证和解析库，它使用 Python 类型注解来定义数据模型，并在运行时进行验证。本文将介绍如何使用 Pydantic 来验证复杂的数据结构，例如包含嵌套列表和固定键名的字典。

定义数据模型

假设我们需要验证如下的数据结构：

{
  "filters": {
    "simple": [["str1", "str2", "str3"], ["str4", "str5", "str6"]],
    "combined": [["str7", "str8", "str9"], ["str10", "str11", "str12"]]
  }
}

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其中，filters 字段包含一个字典，该字典有两个固定的键名：simple 和 combined。每个键对应的值都是一个列表，列表中的每个元素又是一个包含三个字符串的列表。

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为了使用 Pydantic 验证这种数据结构，我们需要定义相应的 Pydantic 模型。

from pydantic import BaseModel, conlist
from typing import List

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

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在这个例子中，我们首先定义了一个 SimpleCombine 模型，它包含 simple 和 combined 两个字段。conlist(str, min_length=3, max_length=3) 用于指定列表中的每个元素都必须是一个字符串，并且列表的长度必须为 3。List[...] 用于指定 simple 和 combined 字段的值是一个列表，列表中的每个元素都符合 conlist 的定义。

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然后，我们定义了一个 Filter 模型，它包含一个 filters 字段，该字段的值是 SimpleCombine 模型的实例。

验证数据

定义好数据模型后，我们就可以使用 Pydantic 来验证数据了。

data = {
  "filters": {
    "simple": [["str1", "str2", "str3"], ["str4", "str5", "str6"]],
    "combined": [["str7", "str8", "str9"], ["str10", "str11", "str12"]]
  }
}

try:
    filter_data = Filter(**data)
    print("数据验证成功！")
    print(filter_data)
except Exception as e:
    print("数据验证失败：", e)

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如果数据符合模型定义，Pydantic 将会创建一个模型实例。否则，将会抛出一个异常，指示数据验证失败的原因。

示例代码

以下是一个完整的示例代码：

from pydantic import BaseModel, conlist
from typing import List

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

data = {
  "filters": {
    "simple": [["str1", "str2", "str3"], ["str4", "str5", "str6"]],
    "combined": [["str7", "str8", "str9"], ["str10", "str11", "str12"]]
  }
}

try:
    filter_data = Filter(**data)
    print("数据验证成功！")
    print(filter_data)
except Exception as e:
    print("数据验证失败：", e)

# 示例：验证失败的情况
invalid_data = {
  "filters": {
    "simple": [["str1", "str2"]], # 长度不足
    "combined": [["str7", "str8", "str9"], ["str10", "str11", "str12"]]
  }
}

try:
    filter_data = Filter(**invalid_data)
    print("数据验证成功！")
    print(filter_data)
except Exception as e:
    print("数据验证失败：", e)

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