深入解析Python编程中JSON模块的使用

脚本专栏 2024/11/25 佚名

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JSON编码支持的基本数据类型为 None ， bool ， int ， float 和 str ，以及包含这些类型数据的lists，tuples和dictionaries。对于dictionaries，keys需要是字符串类型(字典中任何非字符串类型的key在编码时会先转换为字符串)。为了遵循JSON规范，你应该只编码Python的lists和dictionaries。而且，在web应用程序中，顶层对象被编码为一个字典是一个标准做法。

JSON编码的格式对于Python语法而已几乎是完全一样的，除了一些小的差异之外。比如，True会被映射为true，False被映射为false，而None会被映射为null。下面是一个例子，演示了编码后的字符串效果：

> json.dumps(False)
'false'
> d = {'a': True,
...   'b': 'Hello',
...   'c': None}
> json.dumps(d)
'{"b": "Hello", "c": null, "a": true}'
>

如果你试着去检查JSON解码后的数据，你通常很难通过简单的打印来确定它的结构，特别是当数据的嵌套结构层次很深或者包含大量的字段时。为了解决这个问题，可以考虑使用pprint模块的 pprint() 函数来代替普通的 print() 函数。它会按照key的字母顺序并以一种更加美观的方式输出。下面是一个演示如何漂亮的打印输出Twitter上搜索结果的例子：

> from urllib.request import urlopen
> import json
> u = urlopen('http://search.twitter.com/search.json"htmlcode">

> s = '{"name": "ACME", "shares": 50, "price": 490.1}'
> from collections import OrderedDict
> data = json.loads(s, object_pairs_hook=OrderedDict)
> data
OrderedDict([('name', 'ACME'), ('shares', 50), ('price', 490.1)])
>



下面是如何将一个JSON字典转换为一个Python对象例子：


> class JSONObject:
...   def __init__(self, d):
...     self.__dict__ = d
...
>
> data = json.loads(s, object_hook=JSONObject)
> data.name
'ACME'
> data.shares
50
> data.price
490.1
>



最后一个例子中，JSON解码后的字典作为一个单个参数传递给 __init__() 。 然后，你就可以随心所欲的使用它了，比如作为一个实例字典来直接使用它。
在编码JSON的时候，还有一些选项很有用。 如果你想获得漂亮的格式化字符串后输出，可以使用 json.dumps() 的indent参数。 它会使得输出和pprint()函数效果类似。比如：


> print(json.dumps(data))
{"price": 542.23, "name": "ACME", "shares": 100}
> print(json.dumps(data, indent=4))
{
  "price": 542.23,
  "name": "ACME",
  "shares": 100
}
>



对象实例通常并不是JSON可序列化的。例如：


> class Point:
...   def __init__(self, x, y):
...     self.x = x
...     self.y = y
...
> p = Point(2, 3)
> json.dumps(p)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/usr/local/lib/python3.3/json/__init__.py", line 226, in dumps
    return _default_encoder.encode(obj)
  File "/usr/local/lib/python3.3/json/encoder.py", line 187, in encode
    chunks = self.iterencode(o, _one_shot=True)
  File "/usr/local/lib/python3.3/json/encoder.py", line 245, in iterencode
    return _iterencode(o, 0)
  File "/usr/local/lib/python3.3/json/encoder.py", line 169, in default
    raise TypeError(repr(o) + " is not JSON serializable")
TypeError: <__main__.Point object at 0x1006f2650> is not JSON serializable
>



如果你想序列化对象实例，你可以提供一个函数，它的输入是一个实例，返回一个可序列化的字典。例如：


def serialize_instance(obj):
  d = { '__classname__' : type(obj).__name__ }
  d.update(vars(obj))
  return d



如果你想反过来获取这个实例，可以这样做：


# Dictionary mapping names to known classes
classes = {
  'Point' : Point
}

def unserialize_object(d):
  clsname = d.pop('__classname__', None)
  if clsname:
    cls = classes[clsname]
    obj = cls.__new__(cls) # Make instance without calling __init__
    for key, value in d.items():
      setattr(obj, key, value)
      return obj
  else:
    return d




下面是如何使用这些函数的例子：


> p = Point(2,3)
> s = json.dumps(p, default=serialize_instance)
> s
'{"__classname__": "Point", "y": 3, "x": 2}'
> a = json.loads(s, object_hook=unserialize_object)
> a
<__main__.Point object at 0x1017577d0>
> a.x
2
> a.y
3
>



json 模块还有很多其他选项来控制更低级别的数字、特殊值如NaN等的解析。 可以参考官方文档获取更多细节。