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JSON（JavaScript Object Notation）

article 2025/3/3 2:30:09

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。它基于文本，独立于语言，但使用起来非常自然，尤其是对于像JavaScript、Python等语言。

JSON 的基本结构

JSON 数据由键值对组成，通常包含以下几种数据类型：

对象（Object）：由键值对组成，用大括号 {} 包裹。键（Key）必须是字符串类型，值（Value）可以是任何类型（字符串、数字、数组、布尔值、对象等）。
数组（Array）：由一系列值组成，用方括号 [] 包裹。
字符串（String）：用双引号 " 包裹的文本。
数字（Number）：整数或浮点数。
布尔值（Boolean）：true 或 false。
空值（Null）：null。

示例

以下是一个 JSON 示例，展示了一个包含多种数据类型的对象：

JSON复制

{
  "name": "Alice",
  "age": 25,
  "is_student": false,
  "courses": ["Math", "Science", "History"],
  "address": {
    "street": "123 Main St",
    "city": "Anytown",
    "zip": "12345"
  },
  "phone": null
}

JSON 的用途

数据交换：JSON 是一种广泛使用的数据交换格式，特别适合在 Web 应用程序中传输数据。
配置文件：JSON 文件常用于存储配置信息，因为它易于阅读和编写。
API 响应：许多 Web API 使用 JSON 格式返回数据，便于客户端解析和使用。

Python 中的 JSON 操作

Python 提供了 json 模块，用于处理 JSON 数据。以下是常见的操作：

1. 将 Python 对象转换为 JSON 字符串

Python复制

import json

data = {
    "name": "Alice",
    "age": 25,
    "is_student": False,
    "courses": ["Math", "Science", "History"],
    "address": {
        "street": "123 Main St",
        "city": "Anytown",
        "zip": "12345"
    },
    "phone": None
}

json_string = json.dumps(data, indent=4)
print(json_string)

输出：

JSON复制

{
    "name": "Alice",
    "age": 25,
    "is_student": false,
    "courses": [
        "Math",
        "Science",
        "History"
    ],
    "address": {
        "street": "123 Main St",
        "city": "Anytown",
        "zip": "12345"
    },
    "phone": null
}

2. 将 JSON 字符串解析为 Python 对象

Python复制

import json

json_string = '''
{
    "name": "Alice",
    "age": 25,
    "is_student": false,
    "courses": ["Math", "Science", "History"],
    "address": {
        "street": "123 Main St",
        "city": "Anytown",
        "zip": "12345"
    },
    "phone": null
}
'''

data = json.loads(json_string)
print(data)

输出：

Python复制

{
    'name': 'Alice',
    'age': 25,
    'is_student': False,
    'courses': ['Math', 'Science', 'History'],
    'address': {
        'street': '123 Main St',
        'city': 'Anytown',
        'zip': '12345'
    },
    'phone': None
}

3. 读写 JSON 文件

写入 JSON 文件：

Python复制

import json

data = {
    "name": "Alice",
    "age": 25,
    "is_student": False,
    "courses": ["Math", "Science", "History"],
    "address": {
        "street": "123 Main St",
        "city": "Anytown",
        "zip": "12345"
    },
    "phone": None
}

with open("data.json", "w") as file:
    json.dump(data, file, indent=4)

读取 JSON 文件：

Python复制

import json

with open("data.json", "r") as file:
    data = json.load(file)
    print(data)

注意事项

JSON 和 Python 的类型对应关系：
- JSON 的 null 对应 Python 的 None。
- JSON 的 true 和 false 对应 Python 的 True 和 False。
- JSON 的数组对应 Python 的列表。
- JSON 的对象对应 Python 的字典。
JSON 编码和解码：
- 使用 json.dumps() 将 Python 对象转换为 JSON 字符串。
- 使用 json.loads() 将 JSON 字符串解析为 Python 对象。
- 使用 json.dump() 和 json.load() 读写 JSON 文件。
格式化 JSON 输出：
- 使用 indent 参数格式化 JSON 输出，使内容更易于阅读。