Json文件格式及Python对其的基本使用
1、简要介绍
JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式。易于人阅读和编写，可以在多种语言之间进行数据交换。同时也易于机器解析和生成。
JSON是Douglas Crockford在2001年开始推广使用的数据格式，在2005年-2006年正式成为主流的数据格式。
2、JSON语法
JSON是一个标记符的序列。这套标记符包含六个构造字符、字符串、数字和三个字面名。
JSON是一个序列化的对象 (object) 或数组 (array)。
六个构造字符
对象的开始：{ 左大括号
对象的结束：} 右大括号
数组的开始：[ 左方括号
数组的结束：] 右方括号
键值之间的分隔：：冒号
值之间的分隔：，逗号
JSON的值
值可以是对象、数组、数字、字符串或者三个字面值 (false、null、true) 中的一个。值中的字面值中的英文必须使用小写字母。
对象由花括号括起来的逗号分隔的成员构成，成员是字符串键和上文所述的值由冒号分隔的键值对组成，如：
{"name": "John Doe", "age": 18, "address": {"country": "china", "zip-code": "10000"}}
JSON中的对象可以包含多个键值对。
数组是由方括号括起来的一组值构成，如：
[3, 1, 4, 2, 5, 6, 4, 7]
字符串是由双引号包围的任意数量Unicode字符的集合，使用反斜线转义。一个字符（character）即一个单独的字符串（character string）。
数字与C或者Java的数值非常相似。除去未曾使用的八进制与十六进制格式。除去一些编码细节。
一些合法的JSON实例：
{"a": 1, "b": [1, 2, 3]}
[1, 2, "3", {"a": 4}]
3.14
"plain_text"
注意事项
1、JSON中没有undefined
2、JSON中的字符串必须使用双引号，对象的属性名必须是双引号，属性值如果是字符串也必须是双引号
3、JSON中不能使用注释
3 Python对JSON的基本使用
Python与JSON数据类型的映射关系
| Python | JSON |
|---|---|
| dict | object |
| list, tuple | array |
| string, unicode | string |
| int, long, float | number |
| True | true |
| False | false |
| None | null |
Python对JSON的常用方法
Python在使用json这个模块前，首先要导入json库：import json.
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| json.dumps() | 将Python对象编码成JSON字符串 |
| json.loads() | 将已编码的JSON字符串解码为Python对象 |
| json.dump() | 将Python内置类型序列化为json对象后写入文件 |
| json.load() | 读取文件中json形式的字符串元素转化为Python类型 |
| **注意：**不带s的是序列化到文件或者从文件反序列化，带s的都是内存操作不涉及持久化。 |
json.dumps()
import json
python_data = {'name': 'April', 'age': 18}
json_str = json.dumps(python_data)
print(json_str)
结果
{"name": "April", "age": 18}
注：原先的单引号已经变成双引号了
json.loads()
import json
python_data = {'name': 'April', 'age': 18}
json_str = json.dumps(python_data) #将Python对象编码成json字符串
python_data2 = json.loads(json_str) #将json字符串解码成Python对象
print(python_data2)
结果
{"name": "April", "age": 18}
接下来是元组和列表的例子
import json
data_tuple = (1, 2, 3, 4)
data_list = [1, 2, 3, 4]
#将Python对象编码成json字符串
json_tuple = json.dumps(python_data)
json_list = json.dumps(python_data)
print(json_tuple)
print(json_list)
#将json字符串解码成Python对象
data_tuple2 = json.loads(json_tuple)
data_list2 = json.loads(json_list)
print(data_tuple2)
print(data_list2)
结果
[1, 2, 3, 4]
[1, 2, 3, 4]
[1, 2, 3, 4]
[1, 2, 3, 4]
从以上结果可以看出，Python中的list和tuple在编码过程中都被转化为json中的数组；json的数组在解码过程中转化为Python中的list，无论原来是list还是tuple。
json.dump()
将Python内置类型序列化为json对象后写入文件：
import json
data = {
'name': 'April',
'a': [1, 2, 3, 4],
'b': (1, 2, 3, 4)
}
with open ('json_test.json', 'w+') as f:
json.dump(data, f)
json.load()
读取文件中json形式的字符串元素转化为Python类型：
import json
data = {
'name': 'April',
'a': [1, 2, 3, 4],
'b': (1, 2, 3, 4)
}
with open ('json_test.json', 'w+') as f:
json.dump(data, f)
with open ('json_test.json', 'r+') as f:
print(json.load(f))
结果
{'name': 'April', 'a': [1, 2, 3, 4], 'b': [1, 2, 3, 4]}
更多实例
json.dumps( )：将一个Python数据类型列表编码成json格式的字符串
#python的列表转换为json的数组
>>> import json
>>> json.dumps([1,2,3])
'[1, 2, 3]'
#python的字符串转换为json的字符串
>>> json.dumps('abdcs')
'"abdcs"'
#python的元祖转换为json的数组
>>> json.dumps((1,2,3,'a'))
'[1, 2, 3, "a"]'#注意此时显示的是方括号
#python的字典转换为json的对象
>>> json.dumps({1:'a',2:'b'})
'{"1": "a", "2": "b"}'#注意此时1和2转换后是加了引号的，因为json的名称是必须要加引号的
#python的整数转换为json的数字
>>> json.dumps(13)
'13'
#python的浮点数转换为json的数字
>>> json.dumps(3.1415)
'3.1415'
#python的unicode字符串转换为json的字符串
>>> json.dumps(u'a')
'"a"'
#python的True转换为json的数组true
>>> json.dumps(True)
'true'
#python的False转换为json的数组false
>>> json.dumps(False)
'false'
#python的None转换为json的null
>>> json.dumps(None)
'null'
#json本质上是一个字符串
>>> type(json.dumps('abc'))
<class 'str'>
dump和dumps：
import json
# dumps可以格式化所有的基本数据类型为字符串
data1 = json.dumps([]) # 列表
print(data1, type(data1))
data2 = json.dumps(2) # 数字
print(data2, type(data2))
data3 = json.dumps('3') # 字符串
print(data3, type(data3))
dict = {"name": "Tom", "age": 23} # 字典
data4 = json.dumps(dict)
print(data4, type(data4))
with open("test.json", "w", encoding='utf-8') as f:
# indent格式化保存字典，默认为None，小于0为零个空格
f.write(json.dumps(dict, indent=4))
json.dump(dict, f, indent=4) # 传入文件描述符，和dumps一样的结果
得到的输出结果如下：格式化所有的数据类型为str类型:
[] <class 'str'>
2 <class 'str'>
"3" <class 'str'>
{"name": "Tom", "age": 23} <class 'str'>
test.json中的内容：
{
"name": "Tom",
"age": 23
}
load和loads：
import json
dict = '{"name": "Tom", "age": 23}' # 将字符串还原为dict
data1 = json.loads(dict)
print(data1, type(data1))
with open("test.json", "r", encoding='utf-8') as f:
data2 = json.loads(f.read()) # load的传入参数为字符串类型
print(data2, type(data2))
f.seek(0) # 将文件游标移动到文件开头位置
data3 = json.load(f)
print(data3, type(data3))
结果如下：
{'name': 'Tom', 'age': 23} <class 'dict'>
{'name': 'Tom', 'age': 23} <class 'dict'>
{'name': 'Tom', 'age': 23} <class 'dict'>
常见的错误
读取多行JSON文件
加入读取如下多行JSON文件：
{"坂": ["坂5742"]}
{"构": ["构6784"]}
{"共": ["共5171"]}
{"钩": ["钩94a9"]}
{"肮": ["肮80ae"]}
{"孤": ["孤5b64"]}
直接使用：
with open(json_path, 'r') as f:
json_data = json.load(f)
会抛出异常： JSONDecodeError
json只能读取一个文档对象，有两个解决办法：
1、单行读取文件,一次读取一行文件。
2、保存数据源的时候，格式写为一个对象（dump）。
1、单行读取文件：
with open(json_path, 'r') as f:
for line in f.readlines():
json_data = json.loads(line)
如果JSON文件中包含空行，还是会抛出JSONDecodeError异常。
可以先处理空行，再进行文件读取操作：
for line in f.readlines():
line = line.strip() # 使用strip函数去除空行
if len(line) != 0:
json_data = json.loads(line)
2. 合并为一个对象：
将json文件处理成一个对象文件（序列化）：
{"dict": [
{"坂": ["坂5742"]},
{"构": ["构6784"]},
{"共": ["共5171"]},
{"钩": ["钩94a9"]},
{"肮": ["肮80ae"]},
{"孤": ["孤5b64"]}
]}
然后再用：
with open(json_path, 'r') as f:
json_data = json.loads(f.read())