Python實現JSON對象序列化為字符串

一、什麼是JSON

JSON全稱是JavaScript Object Notation（JavaScript對象表示法），是一種輕量級的數據交換格式。

JSON使用非常簡潔的文本格式，表示數據為鍵值對的集合，常用於前後端數據交互，尤其是在Web環境中，JSON已經取代XML成為主流的數據交換格式之一。

二、Python中JSON的應用

Python中提供了json模塊，可以方便地將Python對象序列化成JSON字符串，或將JSON字符串轉化為Python對象。

三、Python實現JSON對象序列化為字符串的步驟

1. 將Python對象轉化為JSON字符串

在Python中，我們可以使用json.dumps()方法將Python對象轉化為JSON字符串，其基本語法如下：

import json

data = {"name": "John", "age": 25}
json_str = json.dumps(data)
print(json_str)

其中，參數”data”為待序列化的Python對象，”json_str”為序列化後的JSON字符串。

2. 自定義JSON序列化對象

有時，Python對象並非所有字段都需要被序列化成JSON字符串。此時，我們可以自定義一個JSONEncoder子類，並override其default()方法。具體語法如下：

import json

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

class PersonEncoder(json.JSONEncoder):
    def default(self, obj):
        if isinstance(obj, Person):
            return {"name": obj.name}
        return json.JSONEncoder.default(self, obj)

person = Person("John", 25)
json_str = json.dumps(person, cls=PersonEncoder)
print(json_str)

在上面的例子中，我們自定義了一個Person類，並在PersonEncoder中override default()方法，判斷如果傳入的對象是Person類型，則只序列化name字段，否則調用父類方法序列化其它字段。

3. 序列化datetime類型

在Python對象中，我們經常會使用datetime類型來表示日期時間。然而，在JSON中，日期時間通常使用字符串表示。為了將Python中的datetime類型轉化為JSON字符串，我們需要自定義一個JSONEncoder子類，並override其default()方法。具體語法如下：

import json
from datetime import datetime

class DatetimeEncoder(json.JSONEncoder):
    def default(self, obj):
        if isinstance(obj, datetime):
            return obj.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
        return json.JSONEncoder.default(self, obj)

now = datetime.now()
json_str = json.dumps(now, cls=DatetimeEncoder)
print(json_str)

在上面的例子中，我們使用datetime.strftime()方法將datetime類型轉化為字符串，然後序列化成JSON字符串。

4. 序列化對象的嵌套

在Python中，我們可以使用dict和list等複合類型嵌套表示對象的結構。對於這樣的複合類型對象，我們可以使用json.dumps()方法將其轉化為JSON字符串。具體語法如下：

import json

data = {
    "name": "John",
    "age": 25,
    "education": [
        {
            "school": "Harvard",
            "major": "Computer Science"
        },
        {
            "school": "MIT",
            "major": "Artificial Intelligence"
        }
    ]
}

json_str = json.dumps(data)
print(json_str)

在上面的例子中，”data”對象包含了一個list類型的education字段，其中每個元素又是一個dict類型。

總結

Python中的json模塊提供了方便的API，可以快速地將Python對象序列化成JSON字符串，或將JSON字符串轉化為Python對象。同時，我們可以根據需要自定義JSONEncoder子類，實現特定的序列化邏輯。