如何在 Python 中解析 JSON

JSON是一種流行的數據交換格式。 Python 附帶一個內置的JSON模塊來解析和處理 JSON 數據。 本教程將教您如何在 Python 中使用 JSON。

在本教程結束時，您將學會：

• JSON的基礎知識，
• 如何在 Python 中解析和創建 JSON 字符串，以及
• 如何在 Python 中讀取和寫入 JSON 文件。

開始吧！

什麼是 JSON？

JSON代表Java S cript Object Notation ，它是一種基於文本的數據交換格式。 儘管 JSON 最初是受到 JavaScript 對象的啟發，但幾乎所有的編程語言都支持使用 JSON。

如果您曾經使用過 API 或通讀過配置文件，您可能會遇到 JSON。

查詢 API 時以 JSON 格式發送和接收數據。 JSON 也廣泛用於軟件應用程序中的客戶端-服務器通信。 此外，您還可以將 JSON 用於通用數據存儲。

JSON 的格式與 Python 字典的格式非常相似。 字典是 Python 中強大的內置數據結構，可將數據存儲在鍵值對中。

在我們進一步討論之前，這裡有幾點值得注意：

• 在 Python 中，JSON 對象存儲為字典。
• JSON 中的數組存儲為 Python 列表。
• 在 JSON 中，布爾值表示為true和false 。 在 Python 中，這些被轉換為布爾值True和False 。

有關從 JSON 轉換為 Python 的數據類型的更多詳細信息，請閱讀此處的文檔。

由於json模塊是 Python 標準庫的一部分，因此您不必安裝它。 您可以導入到當前目錄，如下所示：

 import json

如何在 Python 中加載 JSON 字符串

在 Python 中加載 JSON 字符串的一般語法是：

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

這裡，

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

這會將<json_str>加載到 Python 字典<dict_obj>中。

讓我們編寫一個示例。 這裡json_str是一個 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" } ] } '''

下面的代碼片段展示瞭如何使用loads()方法將 JSON 字符串json_str加載到 Python 字典中。 您可以使用內置的type()函數來驗證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'}]}

如上代碼所示，JSON 字符串中的所有字段都是py_dict中的鍵值對。

如何在 Python 中創建 JSON 字符串

假設您有一本 Python 字典。 那麼如何從它創建一個 JSON 字符串呢？

您可以使用具有以下語法的dumps()方法來執行此操作：

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

這裡，

• <dict_obj>是您要從中創建 JSON 字符串的 Python 字典，
• <json_str>是生成的 JSON 字符串。

因此 dumps dumps()方法將<dict_obj>轉儲到 JSON 字符串<json_str>中。

到我們現有的 Python 字典py_dict 。 讓我們添加一個新鍵"movies" 。 您可以按照以下代碼片段所示進行操作：

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

現在，讓我們使用 dumps dumps()方法將修改後的字典轉儲到新的 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，如果沒有正確的格式，輸出 JSON 字符串很難閱讀。 您可以使用可選參數indent來添加縮進。

您可以通過將indent設置為像 2 這樣的整數來做到這一點，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 } ] }

觀察輸出是如何用縮進格式化的，很容易理解。

注意：如果您希望鍵按字母順序排序，可以將sort_keys參數設置為True 。

正如您在下面的代碼片段中看到的那樣，鍵現在已按字母順序排序。

 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" } ]

鍵現在按字母順序顯示： "author" 、 "title"和"year" 。

到目前為止，您已經學習瞭如何在 Python 中使用 JSON 字符串。 在下一部分中，您將學習如何使用 JSON 文件。

如何在 Python 中讀取 JSON 文件

要在 Python 中讀取 JSON 文件，請使用以下語法：

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

注意我們如何使用load()方法而不是loads()方法。 loads()加載一個JSON 字符串，而load()加載一個JSON 文件。

在 Python 中處理文件時，您應該考慮使用上下文管理器。 您也可以嘗試如下讀取文件，而不使用上下文管理器：

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

如果您不關閉文件，則可能會浪費資源。

但是，在使用上下文管理器時，一旦文件操作完成，文件就會自動關閉。

並且可以使用上下文管理器來讀取文件，如下圖：

 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'}]}

當您從文件中讀取時，將模式指定為已讀——在上面的代碼中用'r'表示。

注意：為了輕鬆瀏覽當前目錄，請確保 JSON 文件與main.py位於同一文件夾中，如下圖所示。 如果您的 JSON 文件位於不同的文件夾中，請務必指定文件的路徑。

在下一部分中，您將學習如何寫入 JSON 文件。

如何在 Python 中寫入 JSON 文件

要寫入現有 JSON 文件或創建新 JSON 文件，請使用如下所示的dump()方法：

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

所以上面的語法將字典<dict_obj>轉儲到 JSON 文件<json_file>中。

在上一節中，我們有字典py_dict 。 現在讓我們將其轉儲到一個新的 JSON 文件中。 讓我們將其命名為new_file.json 。

以下代碼單元顯示瞭如何使用dump()函數：

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

注意：如果文件存在，以寫入模式 ( w ) 打開文件會覆蓋內容。 如果該文件不存在，則創建該文件。

執行上述代碼單元後，您會看到在當前工作目錄中創建了一個新的 JSON 文件。 您可以繼續檢查 JSON 文件的內容。

寫入文件時，關鍵目標是數據存儲。 如果您想保留格式，還可以使用indent和sort_keys參數。

結論

是時候快速總結一下了。

在本教程中，您學習了：

• 使用 JSON 的基礎知識，
• 如何使用loads()和load()方法分別讀取 JSON 字符串和 JSON 文件，
• 如何使用dumps()和dump()方法將 Python 字典分別轉儲為 JSON 字符串和 JSON 文件。

我希望您發現本教程對您有所幫助。 快樂學習！

您還可以查看用於解析、格式化和驗證的 JSON 工具。