Python中json字符串的解析和轉換

JSON是現代Web應用程序中使用的主要數據交換協議之一，因為它易於閱讀和編寫，並且與許多編程語言兼容，包括Python。本文將介紹如何在Python中使用JSON解析和轉換字符串。

一、JSON簡介

JSON(JavaScript Object Notation)是一種輕量級數據交換格式，它基於JavaScript語言的一個子集。JSON以鍵值對的形式表示數據，並使用大括號封裝對象，用方括號封裝數組。JSON的結構和Python中的字典和列表很像。

JSON數據類型：
– 字符串：用雙引號表示，例如：”hello world”
– 數字：包括整數和浮點數，例如：12, 3.14
– 布爾值：true, false
– 空值：null
– 對象：用大括號{}表示，例如：{“name”: “Mike”, “age”: 20}
– 數組：用方括號[]表示，例如：[1, 2, 3]

二、JSON字符串轉Python對象

Python中有一個內置的json模塊，可以將JSON字符串轉換為Python對象，例如字典或列表。使用json.loads()方法將JSON字符串解析為Python對象。

import json

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

輸出：

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

三、Python對象轉JSON字符串

同樣，可以使用json.dumps()方法將Python對象轉換為JSON字符串。

import json

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

輸出：

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

四、編碼和解碼自定義類

當涉及到自定義類時，json模塊需要特殊處理。它無法自動序列化類，但是我們可以定義類的__dict__屬性，將其轉化為一個可序列化的字典。

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)

輸出：

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

在編碼時使用default參數，指定一個函數來處理自定義類。在這裡，我們將`Student`類轉換為字典類型，其他類型則返回其`__dict__`屬性。

五、處理JSON文件

可以使用`json.load()`和`json.dump()`來讀寫JSON文件。

import json

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

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

輸出：

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

六、總結

本文介紹了Python中json字符串的解析和轉換。我們學習了JSON的基本概念，如何將JSON字符串轉換為Python對象、如何將Python對象轉換為JSON字符串，如何處理自定義類，以及如何讀寫JSON文件。對於處理JSON數據，學習這些知識點是至關重要的。