Python將數據轉換為JSON格式

JSON（JavaScript Object Notation）是一種輕量級的數據交換格式，它已成為各類應用程序之間數據傳輸的標準格式之一。Python提供了內置的JSON模塊，使得將Python數據結構轉換為JSON格式變得簡單易行。本文將從多個方面講解Python如何將數據轉換為JSON格式。

一、使用json.dumps()將Python數據轉換為JSON格式

Python內置的JSON模塊提供了dumps()函數，可以將Python數據轉換為一個JSON字元串。dumps()函數接受一個Python對象作為參數，返回一個序列化後的JSON格式的字元串。下面是dumps()函數的示例代碼：

<code import json

data = {'name': 'John', 'age': 30, 'city': 'New York'}
json_string = json.dumps(data)
print(json_string)

上述代碼中，我們創建了一個Python字典，然後使用dumps()函數將其轉換為JSON字元串，並最終將其輸出到控制台上。輸出結果如下所示：

{“name”: “John”, “age”: 30, “city”: “New York”}

二、使用json.dump()將Python數據轉換為JSON格式並寫入文件

如果你想要將JSON格式的數據存儲到文件中，可以使用json.dump()函數。這個函數的用法和dumps()極其相似，只不過它額外接受一個文件對象作為參數，將序列化後的JSON格式數據寫入到文件中。下面是json.dump()函數的示例代碼：

<code import json

data = {'name': 'John', 'age': 30, 'city': 'New York'}
with open('data.json', 'w') as file:
    json.dump(data, file)

上述代碼中，我們將Python字典轉換為JSON格式，並將其寫入到名為data.json的文件中。注意，打開文件的模式必須是寫模式（’w’）。執行上述代碼後，你會在當前工作目錄下看到data.json文件，並且其內容應該如下所示：

{“name”: “John”, “age”: 30, “city”: “New York”}

三、使用自定義編碼器將Python數據轉換為JSON格式

如果你想要將Python對象轉換為JSON格式，但是默認的序列化方式無法滿足你的需求，那麼你可以使用自定義編碼器。自定義編碼器是一個Python類，它繼承自json.JSONEncoder類，並且覆蓋default()方法，該方法將Python對象轉換為一個JSON兼容的對象。下面是自定義編碼器的示例代碼：

<code 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, "age": obj.age}
        return super().default(obj)

person = Person("John", 30)
json_string = json.dumps(person, cls=PersonEncoder)
print(json_string)

上述代碼中，我們使用自定義編碼器將Person對象轉換為JSON格式。注意，在dumps()函數中，我們傳遞了一個cls參數，這個參數是一個可選的編碼器類，用於將Python對象轉換為JSON格式。執行上述代碼後，輸出結果應該如下所示：

{“name”: “John”, “age”: 30}

四、使用json.loads()將JSON格式數據轉換為Python對象

除了將Python數據結構轉換為JSON格式之外，Python內置的JSON模塊還提供了loads()函數，可以將JSON格式的數據轉換為Python對象。loads()函數接受一個JSON字元串作為輸入，返回一個Python對象。下面是loads()函數的示例代碼：

<code import json

json_string = '{"name": "John", "age": 30, "city": "New York"}'
data = json.loads(json_string)
print(data)

上述代碼中，我們將一個JSON字元串轉換為了Python對象，並將其輸出到控制台上。輸出結果應該如下所示：

{‘name’: ‘John’, ‘age’: 30, ‘city’: ‘New York’}

五、使用json.load()將JSON格式數據從文件中讀取並轉換為Python對象

類似於json.dump()函數，Python內置的JSON模塊還提供了load()函數，可以從JSON格式的文件中讀取數據，並將其轉換為Python對象。load()函數的用法和load()函數非常相似，只不過它額外接受一個文件對象作為參數，從文件中讀取JSON格式數據。下面是load()函數的示例代碼：

<code import json

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

上述代碼中，我們從data.json文件中讀取JSON格式的數據，並將其轉換為Python對象，並將其輸出到控制台上。輸出結果應該和上面的示例代碼輸出結果相同：

{‘name’: ‘John’, ‘age’: 30, ‘city’: ‘New York’}

六、使用ensure_ascii參數控制非ASCII字元的編碼方式

默認情況下，Python將所有非ASCII字元作為Unicode編碼進行處理，然後將其序列化為JSON格式的字元串。如果你想要直接將非ASCII字元保留在JSON字元串中，你可以使用ensure_ascii參數，將其設置為False。下面是ensure_ascii參數的示例代碼：

<code import json

data = {'name': '約翰', 'age': 30, 'city': '紐約'}
json_string = json.dumps(data, ensure_ascii=False)
print(json_string)

上述代碼中，我們將Python字典中的name鍵的值設定為了「約翰」，它包含了一個中文字元。如果我們在不使用ensure_ascii參數的情況下，將其轉換為JSON字元串，那麼中文字元將被編碼為Unicode編碼。使用ensure_ascii=False參數可以避免出現這種情況，直接將中文字元保留在JSON字元串中。執行上述代碼後，輸出結果如下所示：

{“name”: “約翰”, “age”: 30, “city”: “紐約”}

七、使用indent參數控制JSON字元串的縮進

生成的JSON字元串通常都是一行，在調試和查看時，很難直觀地觀察其結構。如果你想要使JSON字元串更加易於閱讀，可以使用indent參數設置縮進字元數。下面是indent參數的示例代碼：

<code import json

data = {'name': 'John', 'age': 30, 'city': 'New York'}
json_string = json.dumps(data, indent=4)
print(json_string)

上述代碼中，我們將indent參數設置為4，表示縮進四個空格。執行上述代碼後，生成的JSON字元串將會換行並縮進，其輸出結果如下所示：

{
“name”: “John”,
“age”: 30,
“city”: “New York”
}

八、使用sort_keys參數控制字典輸出順序

Python字典是無序的，這意味著當你將一個Python字典轉換為JSON字元串時，其輸出順序可能會發生變化。如果你想要控制輸出順序，可以使用sort_keys參數，將其設置為True，此時JSON中的鍵將被排序。下面是sort_keys參數的示例代碼：

<code import json

data = {'name': 'John', 'age': 30, 'city': 'New York'}
json_string = json.dumps(data, sort_keys=True)
print(json_string)

上述代碼中，我們將sort_keys參數設置為True，表示鍵將按照字母順序排序。執行上述代碼後，輸出結果應該如下所示：

{“age”: 30, “city”: “New York”, “name”: “John”}

總結：

Python內置的JSON模塊提供了簡單易用的方式，用於將Python數據結構轉換為JSON格式。本文從多個方面對Python如何將數據轉換為JSON格式進行了詳細的闡述，包括使用dumps()、dump()函數將Python數據轉換為JSON格式，並寫入到文件中，使用自定義編碼器控制數據轉換，以及使用loads()、load()函數將JSON格式數據轉換為Python對象。此外，還介紹了如何使用ensure_ascii參數避免Unicode編碼問題，使用indent參數控制JSON字元串的縮進，以及使用sort_keys參數控制輸出順序。