引言

在當(dāng)今數(shù)據(jù)驅(qū)動的世界中，JSON已成為數(shù)據(jù)交換的事實標(biāo)準(zhǔn)。無論是與 Web API 交互、配置應(yīng)用程序、存儲結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，還是處理來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)，幾乎不可避免地會遇到 JSON 格式。

一、JSON簡介

JSON（JavaScript Object Notation）是一種輕量級的、基于文本的數(shù)據(jù)交換格式。它被設(shè)計為易于人閱讀和編寫，同時也易于機(jī)器解析和生成，被廣泛應(yīng)用于各種編程語言和平臺之間。

JSON 數(shù)據(jù)由鍵值對組成，支持以下幾種基本數(shù)據(jù)類型：

• 對象 (Object): 用花括號 {} 包圍，包含零個或多個鍵值對，鍵是字符串，值可以是任何有效的 JSON 數(shù)據(jù)類型。
• 數(shù)組 (Array): 用方括號 [] 包圍，包含零個或多個值，值之間用逗號分隔。
• 字符串 (String): 用雙引號 "" 包圍的字符序列。
• 數(shù)字 (Number): 整數(shù)或浮點數(shù)。
• 布爾值 (Boolean): true 或 false
• 空值 (Null): null

例如：

people.json文件：

[
  {
    "name": "張三",
    "gender": "男",
    "age": 25
  },
  {
    "name": "李四",
    "gender": "女",
    "age": 23
  }
]

二、python中JSON模塊

Python 的 JSON模塊是處理 JSON 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)工具。它提供了四個核心函數(shù)用于在 JSON 字符串/文件和 Python 對象之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

2.1 json.load()

從 JSON文件對象讀取并解析為Python 對象。

json.load(fp, *, cls=None, object_hook=None, parse_float=None, 
            parse_int=None, parse_constant=None, object_pairs_hook=None, **kw)

• 參數(shù)：
  • fp: 一個支持 .read() 方法的文本文件對象，數(shù)據(jù)從這個文件對象中讀取。
  • cls (可選): 用于自定義 JSON 解碼器的類。通常用于處理復(fù)雜的對象。
  • object_hook (可選): 一個函數(shù)，用于在解碼每個 JSON 對象后進(jìn)行自定義處理。它接收一個字典作為參數(shù)，并應(yīng)返回一個對象（通常是字典或自定義對象）。
  • parse_float (可選): 一個函數(shù)，用于將 JSON 中的浮點數(shù)字符串轉(zhuǎn)換為 Python 對象。默認(rèn)是 float。
  • parse_int (可選): 一個函數(shù)，用于將 JSON 中的整數(shù)字符串轉(zhuǎn)換為 Python 對象。
  • parse_constant (可選): 一個函數(shù)，用于處理 JSON 常量 ('-Infinity', 'Infinity', 'NaN')。
  • object_pairs_hook (可選): 一個函數(shù)，接收一個由 (key, value) 對組成的列表，并返回一個對象。object_pairs_hook 優(yōu)先于 object_hook。
  • **kw (可選): 其他關(guān)鍵字參數(shù)。
• 返回值： 一個 Python 對象（通常是 dict 或 list）。

2.2 json.loads()

 從JSON 字符串（str）讀取并解析為 Python 對象。

json.loads(s, *, cls=None, object_hook=None, parse_float=None, 
           parse_int=None, parse_constant=None, object_pairs_hook=None, **kw)

參數(shù)同json.dump。

2.3 json.load()

將 Python 對象 編碼為 JSON格式寫入文件。

json.dump(obj, fp, *, skipkeys=False, ensure_ascii=True, 
            check_circular=True, allow_nan=True, cls=None, indent=None, 
            separators=None, default=None, sort_keys=False, **kw)

• 參數(shù)：
  • obj: 一個必需的參數(shù)。要序列化的 Python 對象。它必須是 dict, list, tuple, str, int, float, bool, None，或者是一個實現(xiàn)了 __json__() 方法的對象。
  • fp: 一個必需的參數(shù)。一個支持 .write() 方法的文本文件對象（通常由 open() 函數(shù)返回，模式為 'w' 或 'a'）。JSON 數(shù)據(jù)將寫入這個文件對象。
  • skipkeys (可選): 如果為 True，當(dāng)字典的鍵不是基本類型（str, int, float, bool, None）時，會自動跳過該鍵值對，而不是引發(fā) TypeError。
  • ensure_ascii (可選): 如果為 True，輸出將確保所有非 ASCII 字符都被轉(zhuǎn)義。如果為 False，則允許直接輸出這些字符（通常用于生成人類可讀的文件）。
  • check_circular (可選): 如果為 True，會檢查容器類型的循環(huán)引用（如列表包含自身），如果發(fā)現(xiàn)則引發(fā) ValueError。如果為 False，則不檢查，但遇到循環(huán)引用時行為未定義。
  • allow_nan (可選): 如果為 True，允許 float 類型的 NaN, Infinity, -Infinity。如果為 False，則在序列化這些值時會引發(fā) ValueError。
  • cls (可選): 用于自定義 JSON 編碼器的類。
  • indent (可選): 用于美化輸出。如果是一個非負(fù)整數(shù)或字符串（如 '\t'），則 JSON 數(shù)組元素和對象成員將被換行并使用該值進(jìn)行縮進(jìn)，使其更易讀。None（默認(rèn)）表示單行輸出。
  • separators (可選): 一個 (item_separator, key_separator) 元組。默認(rèn)是 (', ', ': ')?？梢栽O(shè)置為 (',', ':') 以減少輸出大?。ㄈコ崭瘢?。
  • default (可選): 一個函數(shù)，用于處理 json 模塊無法序列化的對象。該函數(shù)應(yīng)返回一個可序列化的對象，或者引發(fā) TypeError。
  • sort_keys (可選): 如果為 True，則字典的輸出將按鍵的字符串表示進(jìn)行排序。
  • **kw (可選): 其他關(guān)鍵字參數(shù)。
• 返回值： 無 (None)。

2.4 json.dumps()

將 Python 對象 編碼為 JSON 字符串（str）。

json.dumps(obj, *, skipkeys=False, ensure_ascii=True, 
           check_circular=True, allow_nan=True, cls=None, indent=None, 
           separators=None, default=None, sort_keys=False, **kw)

參數(shù)同json.dump。

三、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換規(guī)則

Python 對象與 JSON 值之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則是數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵。

注意：

• JSON 的 null 對應(yīng) Python 的 None。
• JSON 的 true/false 對應(yīng) Python 的 True/False。

四、異常處理

JSONDecodeError 是 ValueError 的一個子類，提供了更豐富的錯誤信息，當(dāng)解析 JSON 文檔時發(fā)生錯誤（即 JSON 格式不正確）時會引發(fā)此異常，這對于調(diào)試 JSON 格式問題非常有幫助。

（該異常在 Python 3.5 版本中添加）

exception json.JSONDecodeError(msg, doc, pos)

額外的屬性：

• msg: 未格式化的錯誤消息（即描述錯誤原因的文本）。
• doc: 正在被解析的原始 JSON 文檔（字符串）。
• pos: 在 doc 字符串中，解析失敗開始的索引位置（從 0 開始的字符位置）。
• lineno: 與 pos 位置對應(yīng)的行號（從 1 開始計數(shù)）。
• colno: 與 pos 位置對應(yīng)的列號（從 1 開始計數(shù)）。

示例:

新建一個bad.json文件：

{
  "name": "Alice",
  "age": 30,  // 這里多了一個逗號
}

嘗試解析它：

import json

try:
    with open('bad.json', 'r') as file:
        data = json.load(file)
except json.JSONDecodeError as e:
    print(f"錯誤消息: {e.msg}")
    print(f"錯誤位置: 第 {e.lineno} 行, 第 {e.colno} 列")
    print(f"錯誤索引: {e.pos}")
    # 如果需要，可以打印整個文檔或相關(guān)部分
    # print(f"文檔: {e.doc}")

可能的輸出：

錯誤消息: Expecting property name enclosed in double quotes
錯誤位置: 第 3 行, 第 2 列
錯誤索引: 35

五、完整示例

解析第一章節(jié)中的people.json文件：

import json

# 1. 定義文件名
filename = 'people.json'
try:
    # 2. 打開文件并讀取
    with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as file:
        # 3. 使用 json.load() 解析文件內(nèi)容
        data = json.load(file)
    
    # 4. 打印解析結(jié)果，驗證數(shù)據(jù)類型和內(nèi)容
    print("=== 解析結(jié)果 ===")
    print("原始數(shù)據(jù)類型:", type(data)) # <class 'list'>
    print("解析后的數(shù)據(jù) (Python 列表):")
    print(data)
    print("\n") 

    # 5. 訪問和使用數(shù)據(jù)
    print("=== 信息 ===")
    for person in data:
        print(f"{person['name']} - {person['gender']}, {person['age']}歲")

except FileNotFoundError:
    print(f"錯誤：找不到文件 '{filename}'。")
    print("請確保 'people.json' 文件存在于當(dāng)前目錄，或者檢查文件名是否正確。")
except Exception as e:
    print(f"發(fā)生未知錯誤: {e}")

結(jié)果：

=== 解析結(jié)果 ===
原始數(shù)據(jù)類型: <class 'list'>
解析后的數(shù)據(jù) (Python 列表):
[{'name': '張三', 'gender': '男', 'age': 25}, {'name': '李四', 'gender': '女', 'age': 23}]

=== 信息 ===
張三 - 男, 25歲
李四 - 女, 23歲

參考

• python官方文檔

到此這篇關(guān)于python進(jìn)階之JSON數(shù)據(jù)解析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python JSON數(shù)據(jù)解析內(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！

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