JSON 在 Python 中是一种流行的数据格式，用于系统间的数据交换。json 模块提供了处理 JSON 数据的功能，允许你将 Python 对象序列化为 JSON 字符串或将 JSON 字符串反序列化回 Python 对象。
JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，易于人类阅读和编写，也易于机器解析和生成。它主要用于作为文本在服务器和 Web 应用之间传输数据。
JSON 序列化
JSON 序列化是指将 Python 对象转换成 JSON 格式的过程。这对于将数据保存为易于传输或存储的格式很有用，并且稍后可以重构回其原始形式。
Python 提供了 json 模块来处理 JSON 的序列化和反序列化。我们可以使用此模块中的 json.dumps() 方法来进行序列化。
你可以将以下类型的 Python 对象序列化为 JSON 字符串：
示例
下面是一个基本示例，演示如何将 Python 字典序列化为 JSON 字符串：
import json
data = {"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York"}
json_string = json.dumps(data)
print(json_string)
它会产生以下输出：
{"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York"}
JSON 反序列化
JSON 反序列化是指将 JSON 字符串重新转换为 Python 对象的过程。这对于读取和处理以 JSON 格式传输或存储的数据至关重要。
在 Python 中，我们可以使用 json.loads() 方法从字符串中反序列化 JSON 数据，使用 json.load() 方法从文件中反序列化 JSON 数据。
示例：从 JSON 字符串反序列化到 Python 对象
在下面的示例中，我们使用 json.loads() 方法将 JSON 字符串反序列化为 Python 字典：
import json
json_string = '{"name": "John", "age": 30, "is_student": false, "courses": ["Math", "Science"], "address": {"city": "New York", "state": "NY"}}'
python_obj = json.loads(json_string)
print(python_obj)
以上代码的输出如下：
{'name': 'John', 'age': 30, 'is_student': False, 'courses': ['Math', 'Science'], 'address': {'city': 'New York', 'state': 'NY'}}
示例：从文件反序列化 JSON
现在，为了从文件中读取并反序列化 JSON 数据，我们使用 json.load() 方法：
import json
with open("data.json", "r") as f:
python_obj = json.load(f)
print(python_obj)
以上代码的输出如下：
{'name': 'John', 'age': 30, 'is_student': False, 'courses': ['Math', 'Science'], 'address': {'city': 'New York', 'state': 'NY'}}
高级 JSON 处理
如果你的 JSON 数据包含需要特殊处理的对象（例如自定义类），可以定义自定义的反序列化函数。使用 json.loads() 或 json.load() 方法中的 object_hook 参数来指定一个函数，该函数将在解码每一个 JSON 对象时被调用。
示例
在下面的示例中，我们演示了自定义对象序列化的使用：
import json
from datetime import datetime
def custom_deserializer(dct):
if 'joined' in dct:
dct['joined'] = datetime.fromisoformat(dct['joined'])
return dct
json_string = '{"name": "John", "joined": "2021-05-17T10:15:00"}'
python_obj = json.loads(json_string, object_hook=custom_deserializer)
print(python_obj)
我们得到的输出如下：
{'name': 'John', 'joined': datetime.datetime(2021, 5, 17, 10, 15)}
JSONEncoder 类
Python 中的 JSONEncoder 类用于将 Python 数据结构编码为 JSON 格式。每个 Python 数据类型都会转换为其对应的 JSON 类型，如以下表格所示：
| Python |
JSON |
| Dict |
object |
| list, tuple |
array |
| Str |
string |
| int, float, int- & float-derived Enums |
number |
| True |
true |
| False |
false |
| None |
null |
JSONEncoder 类通过 JSONEncoder() 构造函数实例化。该类定义了以下重要的方法：
-
encode(obj) — 将 Python 对象序列化为 JSON 格式的字符串。
-
iterencode(obj) — 编码对象并返回一个迭代器，该迭代器产生对象中每一项的编码形式。
此外，还有一些属性：
-
-
sort_keys — 如果为 True，则键以排序顺序出现。
-
check_circular — 如果为 True，则检查容器类型对象中的循环引用。
示例
在下面的示例中，我们对 Python 列表对象进行了编码。我们使用 iterencode() 方法显示编码字符串的每一部分：
import json
data = ['Rakesh', {'marks': (50, 60, 70)}]
e = json.JSONEncoder()
for obj in e.iterencode(data):
print(obj)
它会产生以下输出：
["Rakesh"
,
{
"marks"
:
[50
, 60
, 70
]
}
]
JSONDecoder 类
JSONDecoder 类用于将 JSON 字符串解码回 Python 数据结构。该类的主要方法是 decode()。
示例
在此示例中，使用 "JSONEncoder" 将 Python 列表编码为 JSON 字符串，然后使用 "JSONDecoder" 将 JSON 字符串解码回 Python 列表：
import json
data = ['Rakesh', {'marks': (50, 60, 70)}]
e = json.JSONEncoder()
s = e.encode(data)
d = json.JSONDecoder()
obj = d.decode(s)
print(obj, type(obj))
获得的结果如下：
['Rakesh', {'marks': [50, 60, 70]}] <class 'list'>