python對json的相關(guān)操作實例詳解

本文實例分析了python對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) 是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式。易于人閱讀和編寫。同時也易于機器解析和生成。它基于JavaScript Programming Language, Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999的一個子集。JSON采用完全獨立于語言的文本格式，但是也使用了類似于C語言家族的習(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)交換語言。

JSON建構(gòu)于兩種結(jié)構(gòu)：

“名稱/值”對的集合（A collection of name/value pairs）。不同的語言中，它被理解為對象（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）。在大部分語言中，它被理解為數(shù)組（array）。

這些都是常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。事實上大部分現(xiàn)代計算機語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)的編程語言之間交換成為可能。

對簡單數(shù)據(jù)類型的encoding 和 decoding：

使用簡單的json.dumps方法對簡單數(shù)據(jù)類型進(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]}]

通過輸出的結(jié)果可以看出，簡單類型通過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的編碼過程中，會存在從python原始類型向json類型的轉(zhuǎn)化過程，具體的轉(zhuǎn)化對照如下：

json.dumps()方法返回了一個str對象encodedjson，我們接下來在對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象，但是仍然發(fā)生了一些數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)化。比如，上例中‘a(chǎn)bc'轉(zhuǎn)化為了unicode類型。從json到python的類型轉(zhuǎn)化對照如下：

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dict對象進(jìn)行排序，我們知道默認(rèn)dict是無序存放的），separators，indent等參數(shù)。
排序功能使得存儲的數(shù)據(jù)更加有利于觀察，也使得對json輸出的對象進(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data1和data2數(shù)據(jù)應(yīng)該是一樣的，但是由于dict存儲的無序特性，造成兩者無法比較。因此兩者可以通過排序后的結(jié)果進(jìn)行存儲就避免了數(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，系統(tǒng)必定要多做一些事情，也一定會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，但是卻是通過增加一些冗余的空白格來進(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，無用的空格會占據(jù)很多通信帶寬，所以適當(dāng)時候也要對數(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)傳遞是一個元組，包含分割對象的字符串。    
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。
另一個比較有用的dumps參數(shù)是skipkeys，默認(rèn)為False。 dumps方法存儲dict對象時，key必須是str類型，如果出現(xiàn)了其他類型的話，那么會產(chǎn)生TypeError異常，如果開啟該參數(shù)，設(shè)為True的話，則會比較優(yōu)雅的過度。    
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)類型
json模塊不僅可以處理普通的python內(nèi)置類型，也可以處理我們自定義的數(shù)據(jù)類型，而往往處理自定義的對象是很常用的。
首先，我們定義一個類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json.dumps方法對Person的實例進(jìn)行處理的話，會報錯，因為json無法支持這樣的自動轉(zhuǎn)化。通過上面所提到的json和python的類型轉(zhuǎn)化對照表，可以發(fā)現(xiàn)，object類型是和dict相關(guān)聯(lián)的，所以我們需要把我們自定義的類型轉(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)寫的很清楚了，實質(zhì)就是自定義object類型和dict類型進(jìn)行轉(zhuǎn)化。object2dict函數(shù)將對象模塊名、類名以及__dict__存儲在dict對象里，并返回。dict2object函數(shù)則是反解出模塊名、類名、參數(shù)，創(chuàng)建新的對象并返回。在json.dumps 方法中增加default參數(shù)，該參數(shù)表示在轉(zhuǎn)化過程中調(diào)用指定的函數(shù)，同樣在decode過程中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，覆寫相關(guān)方法

JSONEncoder類負(fù)責(zé)編碼，主要是通過其default函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，我們可以override該方法。同理對于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

對于JSONDecoder類方法，稍微有點不同，但是改寫起來也不是很麻煩?？创a應(yīng)該就比較清楚了。