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Python中優(yōu)雅地處理JSON5文件的方法詳解

更新時(shí)間：2024年04月23日 08:49:14 作者：xiemingtian

JSON5 是 JSON 的一個(gè)超集,通過引入部分 ECMAScript 5.1 的特性來擴(kuò)展 JSON 的語法,以減少 JSON 格式的某些限制,同時(shí),保持兼容現(xiàn)有的 JSON 格式,本文給大家介紹了Python中如何優(yōu)雅地處理 JSON5 文件,需要的朋友可以參考下

JSON5 概述

JSON5 是 JSON 的一個(gè)超集，通過引入部分 ECMAScript 5.1 的特性來擴(kuò)展 JSON 的語法，以減少 JSON 格式的某些限制。同時(shí)，保持兼容現(xiàn)有的 JSON 格式。從官網(wǎng)作者介紹來看，JSON5 注重的是更人性化的編寫和維護(hù)，一般用于軟件的配置文件場景。

JSON5 拓展了 JSON 的能力，支持以下特性：

注釋
尾隨逗號
單引號
字符串字面量
數(shù)字（包括 Infinity， NaN， hexadecimal）
對象/數(shù)組字面量
多行字符串

格式官方文檔 spec.json5.org/

遇到的問題

最近團(tuán)隊(duì)開始對接華為鴻蒙系統(tǒng)，在鴻蒙工程中，配置文件都是 json5 文件格式。例如存儲 APP 信息的 app.json5

{
  "app": {
    // 包名
    "bundleName": "com.xxx.sample",
    // 廠家信息
    "vendor": "sample",
    // 版本號
    "versionCode": 1000000,
    "versionName": "1.0.0",
    "icon": "$media:app_launcher",
    "label": "$string:app_name",
    "generateBuildHash": true
  }
}

JSON5 文件中會存儲數(shù)據(jù)信息和注釋信息，有助于在閱讀的時(shí)候了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

需求：腳本修改 JSON5 文件時(shí)保留注釋信息

需求：在 CD 構(gòu)建時(shí)，根據(jù)傳入的版本號修改 app.json5 中的版本號信息，然后將修改的文件提交到對應(yīng)的版本分支上。

處理方式：因?yàn)槭?python 的腳本，所以就找了 python 中可以操作 json5 的庫，首先就是最常見的 json5 庫，它提供與標(biāo)準(zhǔn) json 庫類似的 API，可以讀寫 json5 文件，例如下面的例子

import json5

data = json5.load(open('app.json5','r'))
print(json5.dumps(data, indent=4))
// 輸出結(jié)果
{
    "app": {    
        "bundleName": "com.xxx.sample",
        "vendor": "sample",
        "versionCode": 1000000,
        "versionName": "1.0.0",
        "icon": "$media:app_launcher",
        "label": "$string:app_name",
        "generateBuildHash": true    
    }
}

可以看到雖然 API 可以正確的解析和輸出文件數(shù)據(jù)，但是注釋信息卻沒有了。使用官方推薦的 nodejs 版本 json5 庫也是一樣的結(jié)果。也有人開 issue 提需求是否可以提供 API 可以保留注釋信息，但是作者最終還是暫時(shí)婉拒了這個(gè)需求

后續(xù)雖然有人提交了支持這個(gè) feature 的 PR，但是也是遲遲沒有合入。所以目前來說較為官方的庫都是沒有支持讀寫 json5 文件時(shí)保留注釋信息的。

雖然在搜索解決方案的時(shí)候，也有人提出說直接使用一個(gè)字段（例如"__comment__"）存儲注釋信息，但是個(gè)人認(rèn)為這是非常不優(yōu)雅的：明明 JSON5 推出就是支持注釋的，最終又要回退到 JSON。

解決方式

雖然官方庫沒有支持讀寫時(shí)保留注釋信息，但是還是有部分?jǐn)U展庫是支持的。這些擴(kuò)展庫也在 JSON5 的 Github 的 Wiki 中 In-the-Wild 部分列舉了出來。

json-five

其中 json-five 這個(gè)庫支持讀寫 JSON5 文件時(shí)保留注釋信息。

下面是官方提供的一個(gè) demo

from json5.loader import loads, ModelLoader
from json5.dumper import dumps, ModelDumper
from json5.model import BlockComment
json_string = """{"foo": "bar"}"""model = loads(json_string, loader=ModelLoader())print(model.value.key_value_pairs[0].value.wsc_before)  # [' ']
model.value.key_value_pairs[0].key.wsc_before.append(BlockComment("/* comment */"))
dumps(model, dumper=ModelDumper()) # '{/* comment */"foo": "bar"}'

可以看出，雖然 json-five 支持了保留注釋信息，但是在數(shù)據(jù)的操作上非常麻煩，基本不能像使用 json 庫時(shí)將數(shù)據(jù)當(dāng)做 dict 進(jìn)行操作，這樣很不優(yōu)雅。

擴(kuò)展 json-five

于是對現(xiàn)有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了擴(kuò)展，支持[]操作符進(jìn)行獲取或者賦值，簡化 json5 操作流程。

# -*- coding: UTF-8 -*-
'''
支持保留注釋和格式的JSON5處理工具
'''
# pip3 install json-five
import json5
from json5.dumper import modelize
from json5.model import JSONArray, JSONObject, String, JSONText, Value, KeyValuePair, walk

# 重寫JSONObject的__getitem__方法，支持通過字符串獲取值，如果不存在則返回None
def _find(self, key):
    if isinstance(key, str) and isinstance(self, JSONObject):
        for item in self.key_value_pairs:
            if isinstance(item.key, String):
                if item.key.characters == key:
                    return item.value
    elif isinstance(key, int) and isinstance(self, JSONArray):
        return self.values[key]
    elif isinstance(self, JSONText):
        return self.value[key]
    return None

# 重寫JSONObject的__setitem__方法，支持通過字符串設(shè)置值，如果不存在則拋出異常
def _jsonobj_set(self: JSONObject, key: str, value: Value):
    new_item = KeyValuePair(modelize(key), value)
    for index in range(len(self.key_value_pairs)):
        item = self.key_value_pairs[index]
        if isinstance(item.key, String):
            if item.key.characters == key:
                old_value = self.values[index]
                new_item.value.wsc_after = old_value.wsc_after
                new_item.value.wsc_before = old_value.wsc_before
                new_item.value._tok = old_value._tok
                new_item.value._end_tok = old_value._end_tok
                self.values[index] = new_item.value
                return
    raise KeyError(key)
    # self.keys.append(new_item.key)
    # self.values.append(new_item.value)

# 重寫JSONArray的__setitem__方法，支持通過整數(shù)設(shè)置值，如果不存在則拋出異常，如果存在則覆蓋原值
def _jsonarray_set(self: JSONArray, index: int, value: Value):
    self.values[index] = value

# 重寫JSONObject的str_keys方法，支持返回所有字符串類型的keys，如果不存在則返回[]
def _jsonobj_str_keys(self: JSONObject):
    return [item.characters for item in self.keys if isinstance(item, String)]

JSONObject.__getitem__ = _find
JSONObject.__setitem__ = _jsonobj_set
JSONObject.str_keys = _jsonobj_str_keys
JSONArray.__getitem__ = _find
JSONArray.__setitem__ = _jsonarray_set
JSONText.__getitem__ = _find

# 加載JSON5文件，保留注釋和格式，返回一個(gè)Model對象
def loadjson5_with_comment(path: str):
    return json5.load(open(path, 'r'), loader=json5.loader.ModelLoader())

# 保存JSON5文件，保留注釋和格式
def savejson5_with_comment(data, path: str):
    return json5.dump(data, open(path, 'w'), dumper=json5.dumper.ModelDumper())

# 尋找所有JSONObject中key為keyword的對象，返回一個(gè)列表，如果不存在則返回[]
def find_jsonobjects(model, keyword: str) -> list[JSONObject]:
    items = []
    for item in walk(model):
        if isinstance(item, JSONObject):
            for key in item.keys:
                if isinstance(key, String) and key.characters == keyword:
                    items.append(item)
    return items

最終實(shí)現(xiàn)以下效果，最大限度地保留的文件格式和注釋信息，優(yōu)雅地滿足了需求

file_path = 'app.json5'
model = loadjson5_with_comment(file_path)
model['app']['versionName'] = modelize('1.1.1')
savejson5_with_comment(model, file_path)
# 修改后文件內(nèi)容
{
  "app": {
    // 包名
    "bundleName": "com.xxx.sample",
    // 廠家信息
    "vendor": "sample",
    // 版本號
    "versionCode": 1000000,
    "versionName": '1.1.1',
    "icon": "$media:app_launcher",
    "label": "$string:app_name",
    "generateBuildHash": true
  }
}