什么是JSON

JSON（JavaScript Object Notation）是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，易于人閱讀和編寫，同時也易于機(jī)器解析和生成。它基于JavaScript Programming Language, Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999的一個子集，但JSON是獨立于語言的，很多編程語言都支持JSON格式數(shù)據(jù)的生成和解析。

JSON的構(gòu)造

對象（Object）

定義

• 對象在JSON中由花括號“{}”括起來。
• 對象內(nèi)部由一系列鍵值對（key-value pair）組成，鍵值對之間用逗號分隔。

鍵（Key）

• 鍵是一個字符串，必須用雙引號括起來。
• 鍵名不區(qū)分大小寫，但通常按照慣例使用小寫字母和下劃線。

值（Value）：

• 值可以是字符串、數(shù)字、布爾值（true/false）、數(shù)組、對象或null。
• 如果值是字符串，則必須用雙引號括起來。

結(jié)構(gòu)示例

{  
    "name": "Alice",  
    "age": 30,  
    "city": "New York",  
    "isStudent": false,  
    "skills": ["Python", "Java", "C++"]  
}

數(shù)組（Array）

定義：

• 數(shù)組在JSON中由中括號“[]”括起來。
• 數(shù)組內(nèi)部由一系列值組成，這些值之間用逗號分隔。

值：

數(shù)組中的值可以是任何類型，包括字符串、數(shù)字、布爾值、數(shù)組、對象或null。

結(jié)構(gòu)示例

[  
    "apple",  
    "banana",  
    "cherry",  
    {  
        "name": "Alice",  
        "age": 30  
    },  
    [1, 2, 3, 4, 5]  
]

嵌套結(jié)構(gòu)

定義：

JSON允許對象和數(shù)組之間互相嵌套，從而構(gòu)造出復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)示例

{  
    "name": "Bob",  
    "children": [  
        {  
            "name": "Alice",  
            "age": 10  
        },  
        {  
            "name": "Charlie",  
            "age": 7  
        }  
    ],  
    "address": {  
        "street": "123 Main St",  
        "city": "Anytown",  
        "state": "CA"  
    }  
}

注意事項

數(shù)據(jù)類型：

• JSON中的數(shù)據(jù)類型比JavaScript中更為嚴(yán)格，只有字符串、數(shù)字、布爾值、數(shù)組、對象和null。
• 字符串必須用雙引號括起來，不能使用單引號。

鍵名唯一性：

在同一個對象中，鍵名是唯一的，不能重復(fù)。

排序：

JSON對象中的鍵值對是無序的，即鍵名不保證按照插入順序排列。如果需要有序性，可以在生成JSON字符串時通過指定參數(shù)進(jìn)行排序。

空值：

JSON中可以使用null來表示空值或不存在的值。

Json在Python中的對應(yīng)關(guān)系

Python中JSON的常用方法

json.loads()

json.loads() 是Python標(biāo)準(zhǔn)庫 json 模塊中的一個函數(shù)，用于將JSON格式的字符串解析（解碼）成Python對象。這個過程是反序列化的一部分，即將數(shù)據(jù)從一種格式（在這個情況下是JSON字符串）轉(zhuǎn)換成另一種格式（在這個情況下是Python的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字典或列表）。

參數(shù)

• s (str): 要解碼的JSON字符串。
• *, **kwargs: 其他可選參數(shù)，用于指定解碼行為，如 object_hook, parse_float, parse_int, parse_constant, object_pairs_hook, json_loads 等。這些參數(shù)允許用戶自定義解碼過程，例如將JSON對象轉(zhuǎn)換成特定的Python對象類型。

返回值

Python對象：通常是字典（對應(yīng)于JSON對象）或列表（對應(yīng)于JSON數(shù)組）。如果JSON字符串表示的是其他類型（如字符串、數(shù)字、布爾值、null），則返回相應(yīng)的Python類型。

示例

import json  
  
# 一個簡單的JSON字符串  
json_str = '{"name": "Alice", "age": 30, "is_student": false}'  
  
# 使用json.loads()將JSON字符串解析成Python對象  
python_obj = json.loads(json_str)  
  
# 打印解析后的Python對象  
print(python_obj)  # 輸出: {'name': 'Alice', 'age': 30, 'is_student': False}  
  
# 訪問解析后的對象屬性  
print(python_obj['name'])  # 輸出: Alice  
print(python_obj['age'])   # 輸出: 30  
print(python_obj['is_student'])  # 輸出: False

注意事項

• JSON字符串必須使用雙引號（"）來包圍鍵和字符串值。如果使用單引號（'），則會導(dǎo)致解碼錯誤。
• JSON中的布爾值 true 和 false 會被轉(zhuǎn)換成Python中的 True 和 False。
• JSON中的 null 會被轉(zhuǎn)換成Python中的 None。
• 如果JSON字符串格式不正確（例如缺少引號、括號不匹配等），json.loads() 會拋出一個 json.JSONDecodeError 異常。

json.dumps()

json.dumps() 是Python標(biāo)準(zhǔn)庫 json 模塊中的一個函數(shù)，用于將Python對象編碼（序列化）成JSON格式的字符串。這個過程是序列化的一部分，即將數(shù)據(jù)從一種格式（在這個情況下是Python的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字典或列表）轉(zhuǎn)換成另一種格式（在這個情況下是JSON字符串）。

參數(shù)

• obj (any): 要編碼的Python對象。它通常是字典（對應(yīng)于JSON對象）或列表（對應(yīng)于JSON數(shù)組），但也可以是其他類型，如字符串、數(shù)字、布爾值、None等。
• skipkeys (bool, optional): 默認(rèn)為False。如果字典的鍵不是基本類型（即str, int, float, bool, None），則設(shè)置為True可以跳過這些鍵；否則將引發(fā)TypeError。
• ensure_ascii (bool, optional): 默認(rèn)為True。如果設(shè)置為False，則嘗試將非ASCII字符（如中文）輸出為\uXXXX形式的Unicode轉(zhuǎn)義字符之外的字符。請注意，這可能會產(chǎn)生不可讀的輸出在非ASCII平臺的print函數(shù)中，因為print函數(shù)可能會使用系統(tǒng)默認(rèn)的編碼來解碼字節(jié)字符串。在Python 3.x中，字符串是Unicode的，所以這個選項主要影響字節(jié)字符串的輸出。
• check_circular (bool, optional): 默認(rèn)為True。如果設(shè)置為False，則跳過對容器類型的循環(huán)引用的檢查（這可能會引發(fā)OverflowError）。
• allow_nan (bool, optional): 默認(rèn)為True。如果設(shè)置為False，則序列化過程中會將浮點數(shù)中的NaN、Infinity和-Infinity轉(zhuǎn)換為null。
• sort_keys (bool, optional): 默認(rèn)為False。如果設(shè)置為True，則字典的鍵會按照鍵的Unicode碼點排序。
• indent (int or str, optional): 如果指定為整數(shù)，則使用指定的縮進(jìn)級別來美化輸出的JSON字符串。如果指定為字符串（如\t），則使用該字符串作為縮進(jìn)字符。
• separators (tuple, optional): 一個(item_separator, key_separator)元組，用于指定分隔符。默認(rèn)為(', ', ‘: ‘)。如果指定為(’,’, ‘:’)，則輸出的字符串會更緊湊。
• default (function, optional): 一個函數(shù)，用于將不可序列化的對象轉(zhuǎn)換為一個可序列化的表示。默認(rèn)情況下，不可序列化的對象會引發(fā)TypeError。
  *, **kwargs: 其他可選參數(shù)，用于進(jìn)一步定制序列化行為。

返回值

str: 編碼后的JSON格式的字符串。

示例

import json  
  
# 一個簡單的Python對象（字典）  
python_obj = {'name': 'Alice', 'age': 30, 'is_student': False}  
  
# 使用json.dumps()將Python對象編碼成JSON字符串  
json_str = json.dumps(python_obj)  
  
# 打印編碼后的JSON字符串  
print(json_str)  # 輸出: '{"name": "Alice", "age": 30, "is_student": false}'  
  
# 使用indent參數(shù)來美化輸出  
pretty_json_str = json.dumps(python_obj, indent=4)  
print(pretty_json_str)  
# 輸出:  
# {  
#     "name": "Alice",  
#     "age": 30,  
#     "is_student": false  
# }

注意事項

• 編碼后的JSON字符串使用雙引號（"）來包圍鍵和字符串值。
• Python中的布爾值 True 和 False 會被轉(zhuǎn)換成JSON中的 true 和 false。
• Python中的 None 會被轉(zhuǎn)換成JSON中的 null。
• 如果Python對象包含無法直接轉(zhuǎn)換成JSON的類型（如自定義對象），則可以使用default參數(shù)來提供一個自定義的序列化函數(shù)。
• json.dumps() 不會直接寫入文件；要將JSON字符串寫入文件，請使用json.dump()方法。

json.load()

json.load() 是Python標(biāo)準(zhǔn)庫 json 模塊中的一個函數(shù)，用于從文件中讀取JSON格式的數(shù)據(jù)，并將其解析（解碼）成Python對象。這個過程是反序列化的一部分，即將數(shù)據(jù)從一種格式（在這個情況下是JSON文件）轉(zhuǎn)換成另一種格式（在這個情況下是Python的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字典或列表）。

參數(shù)

• fp (file-like object): 一個文件對象，它應(yīng)該是一個支持.read()方法的對象，并且包含JSON格式的數(shù)據(jù)。這通常是一個打開的文件，但也可以是任何實現(xiàn)了文件接口的對象。
• *, **kwargs: 其他可選參數(shù)，用于指定解碼行為，如 object_hook, parse_float, parse_int, parse_constant, object_pairs_hook, cls 等。這些參數(shù)允許用戶自定義解碼過程，例如將JSON對象轉(zhuǎn)換成特定的Python對象類型。

返回值

Python對象：通常是字典（對應(yīng)于JSON對象）或列表（對應(yīng)于JSON數(shù)組）。如果JSON文件表示的是其他類型（如字符串、數(shù)字、布爾值、null），則返回相應(yīng)的Python類型。

示例

import json  
  
# 假設(shè)有一個名為'data.json'的文件，內(nèi)容如下：  
# {  
#     "name": "Alice",  
#     "age": 30,  
#     "is_student": false  
# }  
  
# 打開JSON文件并讀取數(shù)據(jù)  
with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as f:  
    python_obj = json.load(f)  
  
# 打印解析后的Python對象  
print(python_obj)  # 輸出: {'name': 'Alice', 'age': 30, 'is_student': False}  
  
# 訪問解析后的對象屬性  
print(python_obj['name'])  # 輸出: Alice

注意事項

• 文件應(yīng)該以讀取模式（‘r’）打開，并且通常應(yīng)該指定文件的編碼（如’utf-8’），以確保正確讀取文件中的字符。
• JSON文件中的字符串必須使用雙引號（"）來包圍鍵和字符串值。
• 如果JSON文件格式不正確（例如缺少引號、括號不匹配等），json.load() 會拋出一個 json.JSONDecodeError 異常。
• json.load() 直接從文件中讀取并解析JSON數(shù)據(jù)，而不需要先將文件內(nèi)容讀入一個字符串變量。

json.dump()

json.dump() 是Python標(biāo)準(zhǔn)庫 json 模塊中的一個函數(shù)，用于將Python對象編碼（序列化）成JSON格式，并將結(jié)果寫入到一個文件中。這個過程是序列化的一部分，即將數(shù)據(jù)從一種格式（在這個情況下是Python的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字典或列表）轉(zhuǎn)換成另一種格式（在這個情況下是JSON文件）。

參數(shù)

• obj (any): 要編碼的Python對象。它通常是字典（對應(yīng)于JSON對象）或列表（對應(yīng)于JSON數(shù)組），但也可以是其他類型，如字符串、數(shù)字、布爾值、None等。
• fp (file-like object): 一個文件對象，它應(yīng)該是一個支持.write()方法的對象，用于寫入JSON格式的數(shù)據(jù)。這通常是一個打開的文件，但也可以是任何實現(xiàn)了文件接口的對象。
• skipkeys (bool, optional): 默認(rèn)為False。如果字典的鍵不是基本類型（即str, int, float, bool, None），則設(shè)置為True可以跳過這些鍵；否則將引發(fā)TypeError。
• ensure_ascii (bool, optional): 默認(rèn)為True。如果設(shè)置為False，則嘗試將非ASCII字符（如中文）輸出為\uXXXX形式的Unicode轉(zhuǎn)義字符之外的字符。請注意，在寫入文件時，這通常不是問題，因為文件可以保存任何字節(jié)。但是，如果文件被當(dāng)作文本文件處理（例如，在某些編輯器或查看器中打開），則可能需要確保文件的編碼與ensure_ascii=False時寫入的字符相匹配。
• check_circular (bool, optional): 默認(rèn)為True。如果設(shè)置為False，則跳過對容器類型的循環(huán)引用的檢查（這可能會引發(fā)OverflowError）。
• allow_nan (bool, optional): 默認(rèn)為True。如果設(shè)置為False，則序列化過程中會將浮點數(shù)中的NaN、Infinity和-Infinity轉(zhuǎn)換為null。
• sort_keys (bool, optional): 默認(rèn)為False。如果設(shè)置為True，則字典的鍵會按照鍵的Unicode碼點排序后寫入文件。
• indent (int or str, optional): 如果指定為整數(shù)，則使用指定的縮進(jìn)級別來美化輸出的JSON。如果指定為字符串（如\t），則使用該字符串作為縮進(jìn)字符。
• separators (tuple, optional): 一個(item_separator, key_separator)元組，用于指定分隔符。默認(rèn)為(', ', ‘: ‘)。如果指定為(’,’, ‘:’)，則輸出的字符串會更緊湊。
• default (function, optional): 一個函數(shù)，用于將不可序列化的對象轉(zhuǎn)換為一個可序列化的表示。默認(rèn)情況下，不可序列化的對象會引發(fā)TypeError。
  *, **kwargs: 其他可選參數(shù)，用于進(jìn)一步定制序列化行為。

返回值

None：json.dump() 不返回任何值，它將編碼后的JSON數(shù)據(jù)直接寫入到提供的文件對象中。

示例

import json  
  
# 一個簡單的Python對象（字典）  
python_obj = {'name': 'Alice', 'age': 30, 'is_student': False}  
  
# 打開一個文件以寫入JSON數(shù)據(jù)  
with open('output.json', 'w', encoding='utf-8') as f:  
    json.dump(python_obj, f)  
  
# 現(xiàn)在'output.json'文件包含了編碼后的JSON數(shù)據(jù)

注意事項

• 文件應(yīng)該以寫入模式（‘w’、‘a’等）打開，并且通常應(yīng)該指定文件的編碼（如’utf-8’），以確保正確寫入文件中的字符。
• 如果ensure_ascii設(shè)置為False，并且文件中包含非ASCII字符，請確保文件的編碼與這些字符相匹配，否則在某些環(huán)境中可能會出現(xiàn)亂碼。
• json.dump() 直接將Python對象編碼成JSON格式并寫入文件，而不需要先將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字符串。
• 如果提供的文件對象不支持.write()方法，json.dump() 會拋出一個異常。

到此這篇關(guān)于Python中JSON使用方式的超詳細(xì)教程的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python JSON內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評論