如何在 Python 中解析 JSON

JSON是一种流行的数据交换格式。 Python 附带一个内置的JSON模块来解析和处理 JSON 数据。 本教程将教您如何在 Python 中使用 JSON。

在本教程结束时，您将学会：

• JSON的基础知识，
• 如何在 Python 中解析和创建 JSON 字符串，以及
• 如何在 Python 中读取和写入 JSON 文件。

开始吧！

什么是 JSON？

JSON代表Java S cript Object Notation ，它是一种基于文本的数据交换格式。 尽管 JSON 最初是受到 JavaScript 对象的启发，但几乎所有的编程语言都支持使用 JSON。

如果您曾经使用过 API 或通读过配置文件，您可能会遇到 JSON。

查询 API 时以 JSON 格式发送和接收数据。 JSON 也广泛用于软件应用程序中的客户端-服务器通信。 此外，您还可以将 JSON 用于通用数据存储。

JSON 的格式与 Python 字典的格式非常相似。 字典是 Python 中强大的内置数据结构，可将数据存储在键值对中。

在我们进一步讨论之前，这里有几点值得注意：

• 在 Python 中，JSON 对象存储为字典。
• JSON 中的数组存储为 Python 列表。
• 在 JSON 中，布尔值表示为true和false 。 在 Python 中，这些被转换为布尔值True和False 。

有关从 JSON 转换为 Python 的数据类型的更多详细信息，请阅读此处的文档。

由于json模块是 Python 标准库的一部分，因此您不必安装它。 您可以导入到当前目录，如下所示：

 import json

如何在 Python 中加载 JSON 字符串

在 Python 中加载 JSON 字符串的一般语法是：

 <dict_obj> = json.loads(<json_str>)

这里，

• <dict_obj>是您要加载 JSON 字符串的 Python 字典，
• <json_str>是任何有效的 JSON 字符串。

这会将<json_str>加载到 Python 字典<dict_obj>中。

让我们编写一个示例。 这里json_str是一个 JSON 字符串。

 json_str = ''' { "books": [ { "title": "The Wind in the Willows", "author": "Kenneth Grahame", "year": "1908" }, { "title": "To the Lighthouse", "author": "Virginia Woolf", "year": "1927" } ] } '''

下面的代码片段展示了如何使用loads()方法将 JSON 字符串json_str加载到 Python 字典中。 您可以使用内置的type()函数来验证py_dict是 Python 字典。

 py_dict = json.loads(json_str) type(py_dict) # Output: dict print(py_dict) # Output {'books': [{'title': 'The Wind in the Willows', 'author': 'Kenneth Grahame', 'year': '1908'}, {'title': 'To the Lighthouse', 'author': 'Virginia Woolf', 'year': '1927'}]}

如上代码所示，JSON 字符串中的所有字段都是py_dict中的键值对。

如何在 Python 中创建 JSON 字符串

假设您有一本 Python 字典。 那么如何从它创建一个 JSON 字符串呢？

您可以使用具有以下语法的dumps()方法来执行此操作：

 <json_str> = json.dumps(<dict_obj>)

这里，

• <dict_obj>是您要从中创建 JSON 字符串的 Python 字典，
• <json_str>是生成的 JSON 字符串。

因此 dumps dumps()方法将<dict_obj>转储到 JSON 字符串<json_str>中。

到我们现有的 Python 字典py_dict 。 让我们添加一个新键"movies" 。 您可以按照以下代码片段所示进行操作：

 py_dict["movies"] = [{"title":"The Imitation Game","year":"2014", "lang":"en","watched":True}]

现在，让我们使用 dumps dumps()方法将修改后的字典转储到新的 JSON 字符串json_str2中。

 json_str2 = json.dumps(py_dict) print(json_str2) # Output {"books": [{"title": "The Wind in the Willows", "author": "Kenneth Grahame", "year": "1908"}, {"title": "To the Lighthouse", "author": "Virginia Woolf", "year": "1927"}], "movies": [{"title": "The Imitation Game", "year": "2014", "lang": "en", "watched": true}]}

正如您在上面的示例中看到的，如果没有正确的格式，输出 JSON 字符串很难阅读。 您可以使用可选参数indent来添加缩进。

您可以通过将indent设置为像 2 这样的整数来做到这一点，如下所示：

 json_str2 = json.dumps(py_dict, indent = 2) print(json_str2) # Output { "books": [ { "title": "The Wind in the Willows", "author": "Kenneth Grahame", "year": "1908" }, { "title": "To the Lighthouse", "author": "Virginia Woolf", "year": "1927" } ], "movies": [ { "title": "The Imitation Game", "year": "2014", "lang": "en", "watched": true } ] }

观察输出是如何用缩进格式化的，很容易理解。

注意：如果您希望键按字母顺序排序，可以将sort_keys参数设置为True 。

正如您在下面的代码片段中看到的那样，键现在已按字母顺序排序。

 json_str2 = json.dumps(py_dict, indent = 2, sort_keys=True) print(json_str2) # Output { "books": [ { "author": "Kenneth Grahame", "title": "The Wind in the Willows", "year": "1908" }, { "author": "Virginia Woolf", "title": "To the Lighthouse", "year": "1927" } ], "movies": [ { "lang": "en", "title": "The Imitation Game", "watched": true, "year": "2014" } ]

键现在按字母顺序显示： "author" 、 "title"和"year" 。

到目前为止，您已经学习了如何在 Python 中使用 JSON 字符串。 在下一部分中，您将学习如何使用 JSON 文件。

如何在 Python 中读取 JSON 文件

要在 Python 中读取 JSON 文件，请使用以下语法：

 json.load(<json-file>) # where <json-file> is any valid JSON file.

注意我们如何使用load()方法而不是loads()方法。 loads()加载一个JSON 字符串，而load()加载一个JSON 文件。

在 Python 中处理文件时，您应该考虑使用上下文管理器。 您也可以尝试如下读取文件，而不使用上下文管理器：

 my_file = open('students.json','r') contents = my_file.read() print(contents) file.close()

如果您不关闭文件，则可能会浪费资源。

但是，在使用上下文管理器时，一旦文件操作完成，文件就会自动关闭。

并且可以使用上下文管理器来读取文件，如下图：

 with open('students.json','r') as file: data = json.load(file) print(data) # Output {'students': [{'roll_num': 'cs27', 'name': 'Anna', 'course': 'CS'}, {'roll_num': 'ep30', 'name': 'Kate', 'course': 'PHY'}]}

当您从文件中读取时，将模式指定为已读——在上面的代码中用'r'表示。

注意：为了轻松浏览当前目录，请确保 JSON 文件与main.py位于同一文件夹中，如下图所示。 如果您的 JSON 文件位于不同的文件夹中，请务必指定文件的路径。

在下一部分中，您将学习如何写入 JSON 文件。

如何在 Python 中写入 JSON 文件

要写入现有 JSON 文件或创建新 JSON 文件，请使用如下所示的dump()方法：

 json.dump(<dict_obj>,<json_file>) # where <dict_obj> is a Python dictionary # and <json_file> is the JSON file

所以上面的语法将字典<dict_obj>转储到 JSON 文件<json_file>中。

在上一节中，我们有字典py_dict 。 现在让我们将其转储到一个新的 JSON 文件中。 让我们将其命名为new_file.json 。

以下代码单元显示了如何使用dump()函数：

 with open('new_file.json','w') as file: json.dump(py_dict,file)

注意：如果文件存在，以写入模式 ( w ) 打开文件会覆盖内容。 如果该文件不存在，则创建该文件。

执行上述代码单元后，您会看到在当前工作目录中创建了一个新的 JSON 文件。 您可以继续检查 JSON 文件的内容。

写入文件时，关键目标是数据存储。 如果您想保留格式，还可以使用indent和sort_keys参数。

结论

是时候快速总结一下了。

在本教程中，您学习了：

• 使用 JSON 的基础知识，
• 如何使用loads()和load()方法分别读取 JSON 字符串和 JSON 文件，
• 如何使用dumps()和dump()方法将 Python 字典分别转储为 JSON 字符串和 JSON 文件。

我希望您发现本教程对您有所帮助。 快乐学习！

您还可以查看用于解析、格式化和验证的 JSON 工具。