python對(duì)json的相關(guān)操作實(shí)例詳解

本文實(shí)例分析了python對(duì)json的相關(guān)操作。分享給大家供大家參考，具體如下：

什么是json：

JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式。易于人閱讀和編寫(xiě)。同時(shí)也易于機(jī)器解析和生成。它基于JavaScript Programming Language, Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999的一個(gè)子集。JSON采用完全獨(dú)立于語(yǔ)言的文本格式，但是也使用了類(lèi)似于C語(yǔ)言家族的習(xí)慣（包括C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python等）。這些特性使JSON成為理想的數(shù)據(jù)交換語(yǔ)言。

JSON建構(gòu)于兩種結(jié)構(gòu)：

“名稱(chēng)/值”對(duì)的集合（A collection of name/value pairs）。不同的語(yǔ)言中，它被理解為對(duì)象（object），紀(jì)錄（record），結(jié)構(gòu)（struct），字典（dictionary），哈希表（hash table），有鍵列表（keyed list），或者關(guān)聯(lián)數(shù)組 （associative array）。

值的有序列表（An ordered list of values）。在大部分語(yǔ)言中，它被理解為數(shù)組（array）。

這些都是常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。事實(shí)上大部分現(xiàn)代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都以某種形式支持它們。這使得一種數(shù)據(jù)格式在同樣基于這些結(jié)構(gòu)的編程語(yǔ)言之間交換成為可能。

對(duì)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類(lèi)型的encoding 和 decoding：

使用簡(jiǎn)單的json.dumps方法對(duì)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行編碼，例如：    
import json
obj = [[1,2,3],123,123.123,'abc',{'key1':(1,2,3),'key2':(4,5,6)}]
encodedjson = json.dumps(obj)
print repr(obj)
print encodedjson

輸出：
    
[[1, 2, 3], 123, 123.123, 'abc', {'key2': (4, 5, 6), 'key1': (1, 2, 3)}]
[[1, 2, 3], 123, 123.123, "abc", {"key2": [4, 5, 6], "key1": [1, 2, 3]}]

通過(guò)輸出的結(jié)果可以看出，簡(jiǎn)單類(lèi)型通過(guò)encode之后跟其原始的repr()輸出結(jié)果非常相似，但是有些數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行了改變，例如上例中的元組則轉(zhuǎn)換為了列表。在json的編碼過(guò)程中，會(huì)存在從python原始類(lèi)型向json類(lèi)型的轉(zhuǎn)化過(guò)程，具體的轉(zhuǎn)化對(duì)照如下：

json.dumps()方法返回了一個(gè)str對(duì)象encodedjson，我們接下來(lái)在對(duì)encodedjson進(jìn)行decode，得到原始數(shù)據(jù)，需要使用的json.loads()函數(shù)：    
decodejson = json.loads(encodedjson)
print type(decodejson)
print decodejson[4]['key1']
print decodejson

輸出：
    

[1, 2, 3]
[[1, 2, 3], 123, 123.123, u'abc', {u'key2': [4, 5, 6], u'key1': [1, 2, 3]}]

loads方法返回了原始的對(duì)象，但是仍然發(fā)生了一些數(shù)據(jù)類(lèi)型的轉(zhuǎn)化。比如，上例中‘a(chǎn)bc'轉(zhuǎn)化為了unicode類(lèi)型。從json到python的類(lèi)型轉(zhuǎn)化對(duì)照如下：

json.dumps方法提供了很多好用的參數(shù)可供選擇，比較常用的有sort_keys（對(duì)dict對(duì)象進(jìn)行排序，我們知道默認(rèn)dict是無(wú)序存放的），separators，indent等參數(shù)。
排序功能使得存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)更加有利于觀察，也使得對(duì)json輸出的對(duì)象進(jìn)行比較，例如：    
data1 = {'b':789,'c':456,'a':123}
data2 = {'a':123,'b':789,'c':456}
d1 = json.dumps(data1,sort_keys=True)
d2 = json.dumps(data2)
d3 = json.dumps(data2,sort_keys=True)
print d1
print d2
print d3
print d1==d2
print d1==d3

輸出：
    
{"a": 123, "b": 789, "c": 456}
{"a": 123, "c": 456, "b": 789}
{"a": 123, "b": 789, "c": 456}
False
True

上例中，本來(lái)data1和data2數(shù)據(jù)應(yīng)該是一樣的，但是由于dict存儲(chǔ)的無(wú)序特性，造成兩者無(wú)法比較。因此兩者可以通過(guò)排序后的結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)就避免了數(shù)據(jù)比較不一致的情況發(fā)生，但是排序后再進(jìn)行存儲(chǔ)，系統(tǒng)必定要多做一些事情，也一定會(huì)因此造成一定的性能消耗，所以適當(dāng)排序是很重要的。
indent參數(shù)是縮進(jìn)的意思，它可以使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的格式變得更加優(yōu)雅。    
data1 = {'b':789,'c':456,'a':123}
d1 = json.dumps(data1,sort_keys=True,indent=4)
print d1

輸出：
    
{
 "a": 123,
 "b": 789,
 "c": 456
}

輸出的數(shù)據(jù)被格式化之后，變得可讀性更強(qiáng)，但是卻是通過(guò)增加一些冗余的空白格來(lái)進(jìn)行填充的。json主要是作為一種數(shù)據(jù)通信的格式存在的，而網(wǎng)絡(luò)通信是很在乎數(shù)據(jù)的大小的，無(wú)用的空格會(huì)占據(jù)很多通信帶寬，所以適當(dāng)時(shí)候也要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。separator參數(shù)可以起到這樣的作用，該參數(shù)傳遞是一個(gè)元組，包含分割對(duì)象的字符串。    
print 'DATA:', repr(data)
print 'repr(data)  :', len(repr(data))
print 'dumps(data)  :', len(json.dumps(data))
print 'dumps(data, indent=2) :', len(json.dumps(data, indent=4))
print 'dumps(data, separators):', len(json.dumps(data, separators=(',',':')))

輸出：    
DATA: {'a': 123, 'c': 456, 'b': 789}
repr(data)  : 30
dumps(data)  : 30
dumps(data, indent=2) : 46
dumps(data, separators): 25

通過(guò)移除多余的空白符，達(dá)到了壓縮數(shù)據(jù)的目的，而且效果還是比較明顯的。
另一個(gè)比較有用的dumps參數(shù)是skipkeys，默認(rèn)為False。 dumps方法存儲(chǔ)dict對(duì)象時(shí)，key必須是str類(lèi)型，如果出現(xiàn)了其他類(lèi)型的話(huà)，那么會(huì)產(chǎn)生TypeError異常，如果開(kāi)啟該參數(shù)，設(shè)為T(mén)rue的話(huà)，則會(huì)比較優(yōu)雅的過(guò)度。    
data = {'b':789,'c':456,(1,2):123}
print json.dumps(data,skipkeys=True)

輸出：
    
{"c": 456, "b": 789}

處理自己的數(shù)據(jù)類(lèi)型
json模塊不僅可以處理普通的python內(nèi)置類(lèi)型，也可以處理我們自定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型，而往往處理自定義的對(duì)象是很常用的。
首先，我們定義一個(gè)類(lèi)Person。
  
class Person(object):
 def __init__(self,name,age):
 self.name = name
 self.age = age
 def __repr__(self):
 return 'Person Object name : %s , age : %d' % (self.name,self.age)
if __name__ == '__main__':
 p = Person('Peter',22)
 print p

如果直接通過(guò)json.dumps方法對(duì)Person的實(shí)例進(jìn)行處理的話(huà)，會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)閖son無(wú)法支持這樣的自動(dòng)轉(zhuǎn)化。通過(guò)上面所提到的json和python的類(lèi)型轉(zhuǎn)化對(duì)照表，可以發(fā)現(xiàn)，object類(lèi)型是和dict相關(guān)聯(lián)的，所以我們需要把我們自定義的類(lèi)型轉(zhuǎn)化為dict，然后再進(jìn)行處理。這里，有兩種方法可以使用。

方法一：自己寫(xiě)轉(zhuǎn)化函數(shù)    
'''
Created on 2011-12-14
@author: Peter
'''
import Person
import json
p = Person.Person('Peter',22)
def object2dict(obj):
 #convert object to a dict
 d = {}
 d['__class__'] = obj.__class__.__name__
 d['__module__'] = obj.__module__
 d.update(obj.__dict__)
 return d
def dict2object(d):
 #convert dict to object
 if'__class__' in d:
 class_name = d.pop('__class__')
 module_name = d.pop('__module__')
 module = __import__(module_name)
 class_ = getattr(module,class_name)
 args = dict((key.encode('ascii'), value) for key, value in d.items()) #get args
 inst = class_(**args) #create new instance
 else:
 inst = d
 return inst
d = object2dict(p)
print d
#{'age': 22, '__module__': 'Person', '__class__': 'Person', 'name': 'Peter'}
o = dict2object(d)
print type(o),o
# Person Object name : Peter , age : 22
dump = json.dumps(p,default=object2dict)
print dump
#{"age": 22, "__module__": "Person", "__class__": "Person", "name": "Peter"}
load = json.loads(dump,object_hook = dict2object)
print load
#Person Object name : Peter , age : 22

上面代碼已經(jīng)寫(xiě)的很清楚了，實(shí)質(zhì)就是自定義object類(lèi)型和dict類(lèi)型進(jìn)行轉(zhuǎn)化。object2dict函數(shù)將對(duì)象模塊名、類(lèi)名以及__dict__存儲(chǔ)在dict對(duì)象里，并返回。dict2object函數(shù)則是反解出模塊名、類(lèi)名、參數(shù)，創(chuàng)建新的對(duì)象并返回。在json.dumps 方法中增加default參數(shù)，該參數(shù)表示在轉(zhuǎn)化過(guò)程中調(diào)用指定的函數(shù)，同樣在decode過(guò)程中json.loads方法增加object_hook,指定轉(zhuǎn)化函數(shù)。

方法二：繼承JSONEncoder和JSONDecoder類(lèi)，覆寫(xiě)相關(guān)方法

JSONEncoder類(lèi)負(fù)責(zé)編碼，主要是通過(guò)其default函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，我們可以override該方法。同理對(duì)于JSONDecoder。
    
'''
Created on 2011-12-14
@author: Peter
'''
import Person
import json
p = Person.Person('Peter',22)
class MyEncoder(json.JSONEncoder):
 def default(self,obj):
 #convert object to a dict
 d = {}
 d['__class__'] = obj.__class__.__name__
 d['__module__'] = obj.__module__
 d.update(obj.__dict__)
 return d
class MyDecoder(json.JSONDecoder):
 def __init__(self):
 json.JSONDecoder.__init__(self,object_hook=self.dict2object)
 def dict2object(self,d):
 #convert dict to object
 if'__class__' in d:
  class_name = d.pop('__class__')
  module_name = d.pop('__module__')
  module = __import__(module_name)
  class_ = getattr(module,class_name)
  args = dict((key.encode('ascii'), value) for key, value in d.items()) #get args
  inst = class_(**args) #create new instance
 else:
  inst = d
 return inst
d = MyEncoder().encode(p)
o = MyDecoder().decode(d)
print d
print type(o), o

對(duì)于JSONDecoder類(lèi)方法，稍微有點(diǎn)不同，但是改寫(xiě)起來(lái)也不是很麻煩?？创a應(yīng)該就比較清楚了。