Python中的JSON格式化 Formatting

简介

在Python中，JSON（JavaScript Object Notation）是一种用于数据交换的轻量级格式，它是基于JavaScript的一个子集。JSON使用轻量级的文本格式来描述数据对象，用于发送和接收数据。Python中的json库可以用来编码和解码JSON数据。JSON数据可以被编码为Python数据结构，然后在Python中进行处理。

在编码JSON数据时，通常需要遵循一定的格式规则，这就是JSON的格式化。本文将介绍Python中的JSON格式化，包括如何使用json库对JSON数据进行格式化操作。

JSON格式化基础

JSON格式化是指按照一定的规则，将JSON数据按照美观易读的方式进行排版，使其更容易被人类阅读和理解。JSON数据格式的基本规则如下：

1. JSON数据结构必须是正确的嵌套。

2. 每个键都必须用双引号（"）括起来，而不是单引号（'）。

3. 字段名和值之间必须用冒号（:）分隔。

4. 多个键-值对之间必须用逗号（,）分隔。

5. 对象必须用花括号（{}）括起来，数组必须用方括号（[]）括起来。

6. JSON数据不能包含函数、日期等Python特定的对象。

下面是一个简单的JSON格式化示例：

{
    "name": "Tom",
    "age": 21,
    "contact": {
        "email": "tom@qq.com",
        "tel": "123456789"
    },
    "friends": [
        {
            "name": "Jerry",
            "age": 20
        },
        {
            "name": "Bob",
            "age": 22
        }
    ]
}

使用json库对JSON数据进行格式化操作

Python中的json库提供了多种对JSON数据进行编解码和格式化的函数，其中最常用的是dumps和dump函数，它们都可以将Python数据类型转换为JSON格式的字符串。而load和loads则是将JSON格式的字符串转换为Python数据类型。

1. dumps函数

dumps函数用于将Python数据类型转换成JSON格式的字符串，并进行格式化。它接受四个参数：obj、skipkeys、ensure_ascii、sort_keys。其中，obj表示需要转换的Python对象，skipkeys默认为False，表示不忽略非字符串的键；ensure_ascii也默认为True，表示将所有非ASCII字符转义；sort_keys默认为False，表示按照键的插入顺序输出。

示例代码如下：

import json

data = {
  "name": "Tom",
  "age": 21,
  "contact": {
    "email": "tom@qq.com",
    "tel": "123456789"
  },
  "friends": [
    {
      "name": "Jerry",
      "age": 20
    },
    {
      "name": "Bob",
      "age": 22
    }
  ]
}

json_str = json.dumps(data, indent=4, sort_keys=True, ensure_ascii=False)
print(json_str)

输出结果如下：

{
    "age": 21,
    "contact": {
        "email": "tom@qq.com",
        "tel": "123456789"
    },
    "friends": [
        {
            "age": 20,
            "name": "Jerry"
        },
        {
            "age": 22,
            "name": "Bob"
        }
    ],
    "name": "Tom"
}

2. dump函数

dump函数用于将Python数据类型转换成JSON格式的字符串，并写入文件。它接受三个参数：obj、fp、skipkeys。其中，obj表示需要转换的Python对象，fp为写入文件的句柄，skipkeys默认为False，表示不忽略非字符串的键。

示例代码如下：

import json

data = {
  "name": "Tom",
  "age": 21,
  "contact": {
    "email": "tom@qq.com",
    "tel": "123456789"
  },
  "friends": [
    {
      "name": "Jerry",
      "age": 20
    },
    {
      "name": "Bob",
      "age": 22
    }
  ]
}

with open('data.json', 'w', encoding='utf-8') as f:
  json.dump(data, f, indent=4, sort_keys=True, ensure_ascii=False)

输出结果为：

{
    "age": 21,
    "contact": {
        "email": "tom@qq.com",
        "tel": "123456789"
    },
    "friends": [
        {
            "age": 20,
            "name": "Jerry"
        },
        {
            "age": 22,
            "name": "Bob"
        }
    ],
    "name": "Tom"
}

3. load函数

load函数用于将JSON格式的字符串转换成Python数据类型。它接受一个参数：fp，表示读入的文件句柄。

示例代码如下：

import json

with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as f:
  data = json.load(f)
  print(data)

输出结果为：

{
    'name': 'Tom',
    'age': 21,
    'contact': {
        'email': 'tom@qq.com',
        'tel': '123456789'
    },
    'friends': [
        {
            'name': 'Jerry',
            'age': 20
        },
        {
            'name': 'Bob',
            'age': 22
        }
    ]
}

4. loads函数

loads函数用于将JSON格式的字符串转换成Python数据类型。它接受一个参数：s，表示需要转换的JSON格式字符串。

示例代码如下：

import json

json_str = '''
{
    "name": "Tom",
    "age": 21,
    "contact": {
        "email": "tom@qq.com",
        "tel": "123456789"
    },
    "friends": [
        {
            "name": "Jerry",
            "age": 20
        },
        {
            "name": "Bob",
            "age": 22
        }
    ]
}
'''

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

输出结果为：

{
    'name': 'Tom',
    'age': 21,
    'contact': {
        'email': 'tom@qq.com',
        'tel': '123456789'
    },
    'friends': [
        {
            'name': 'Jerry',
            'age': 20
        },
        {
            'name': 'Bob',
            'age': 22
        }
    ]
}

总结

本文介绍了Python中的JSON格式化，包括JSON格式化基础和使用json库对JSON数据进行格式化操作。在使用json库对JSON数据进行格式化操作时，我们可以使用dumps函数将Python数据类型转换成JSON格式的字符串，并进行格式化输出；如果需要将JSON数据写入文件，可以使用dump函数；如果需要将JSON格式的字符串转换成Python数据类型，可以使用loads函数；如果需要将JSON格式的字符串从文件中读入并转换成Python数据类型，可以使用load函数。通过本文的介绍和示例，相信您已经掌握了Python中的JSON格式化方法，希望本文对您有所帮助。