Python中json字符串的解析和转换

JSON是现代Web应用程序中使用的主要数据交换协议之一，因为它易于阅读和编写，并且与许多编程语言兼容，包括Python。本文将介绍如何在Python中使用JSON解析和转换字符串。

一、JSON简介

JSON(JavaScript Object Notation)是一种轻量级数据交换格式，它基于JavaScript语言的一个子集。JSON以键值对的形式表示数据，并使用大括号封装对象，用方括号封装数组。JSON的结构和Python中的字典和列表很像。

JSON数据类型：
– 字符串：用双引号表示，例如：”hello world”
– 数字：包括整数和浮点数，例如：12, 3.14
– 布尔值：true, false
– 空值：null
– 对象：用大括号{}表示，例如：{“name”: “Mike”, “age”: 20}
– 数组：用方括号[]表示，例如：[1, 2, 3]

二、JSON字符串转Python对象

Python中有一个内置的json模块，可以将JSON字符串转换为Python对象，例如字典或列表。使用json.loads()方法将JSON字符串解析为Python对象。

import json

json_string = '{"name": "Mike", "age": 20}'
python_obj = json.loads(json_string)
print(python_obj)

输出：

{'name': 'Mike', 'age': 20}

三、Python对象转JSON字符串

同样，可以使用json.dumps()方法将Python对象转换为JSON字符串。

import json

python_obj = {'name': 'Mike', 'age': 20}
json_string = json.dumps(python_obj)
print(json_string)

输出：

{"name": "Mike", "age": 20}

四、编码和解码自定义类

当涉及到自定义类时，json模块需要特殊处理。它无法自动序列化类，但是我们可以定义类的__dict__属性，将其转化为一个可序列化的字典。

import json

class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    
    def __str__(self):
        return "Name: %s, Age: %d" % (self.name, self.age)

student = Student("Mike", 20)

def encode_student(student):
    if isinstance(student, Student):
        return {"name": student.name, "age": student.age}
    return student.__dict__

json_str = json.dumps(student, default=encode_student)
print(json_str)

decoded_student = json.loads(json_str)
print(decoded_student)

输出：

{"name": "Mike", "age": 20}
{'name': 'Mike', 'age': 20}

在编码时使用default参数，指定一个函数来处理自定义类。在这里，我们将`Student`类转换为字典类型，其他类型则返回其`__dict__`属性。

五、处理JSON文件

可以使用`json.load()`和`json.dump()`来读写JSON文件。

import json

# 写入JSON文件
data = {"name": "Mike", "age": 20}
with open("data.json", "w") as f:
    json.dump(data, f)

# 读取JSON文件
with open("data.json", "r") as f:
    data = json.load(f)
    print(data)

输出：

{'name': 'Mike', 'age': 20}

六、总结

本文介绍了Python中json字符串的解析和转换。我们学习了JSON的基本概念，如何将JSON字符串转换为Python对象、如何将Python对象转换为JSON字符串，如何处理自定义类，以及如何读写JSON文件。对于处理JSON数据，学习这些知识点是至关重要的。