6.2 读写JSON数据

问题

你想读写JSON(JavaScript Object Notation)编码格式的数据。

解决方案

json 模块提供了一种很简单的方式来编码和解码JSON数据。 其中两个主要的函数是 json.dumps() 和 json.loads() ， 要比其他序列化函数库如pickle的接口少得多。

如果你要处理的是文件而不是字符串，你可以使用 json.dump() 和 json.load() 来编码和解码JSON数据。

讨论

JSON编码支持的基本数据类型为 None ， bool ， int ， float 和 str ， 以及包含这些类型数据的lists，tuples和dictionaries。 对于dictionaries，keys需要是字符串类型(字典中任何非字符串类型的key在编码时会先转换为字符串)。 为了遵循JSON规范，你应该只编码Python的lists和dictionaries。 而且，在web应用程序中，顶层对象被编码为一个字典是一个标准做法。

JSON编码的格式对于Python语法而已几乎是完全一样的，除了一些小的差异之外。 比如，True会被映射为true，False被映射为false，而None会被映射为null。

如果你试着去检查JSON解码后的数据，你通常很难通过简单的打印来确定它的结构， 特别是当数据的嵌套结构层次很深或者包含大量的字段时。 为了解决这个问题，可以考虑使用pprint模块的 pprint() 函数来代替普通的 print() 函数。 它会按照key的字母顺序并以一种更加美观的方式输出。

>>> from urllib.request import urlopen
>>> import json
>>> u = urlopen('http://search.twitter.com/search.json?q=python&rpp=5')
>>> resp = json.loads(u.read().decode('utf-8'))
>>> from pprint import pprint
>>> pprint(resp)

一般来讲，JSON解码会根据提供的数据创建dicts或lists。 如果你想要创建其他类型的对象，可以给 json.loads() 传递object_pairs_hook或object_hook参数。 例如，下面是演示如何解码JSON数据并在一个OrderedDict中保留其顺序的例子：

>>> s = '{"name": "ACME", "shares": 50, "price": 490.1}'
>>> from collections import OrderedDict
>>> data = json.loads(s, object_pairs_hook=OrderedDict)

下面是如何将一个JSON字典转换为一个Python对象例子：

>>> class JSONObject:
...     def __init__(self, d):
...         self.__dict__ = d
...
>>>
>>> data = json.loads(s, object_hook=JSONObject)
>>> data.name
'ACME'

在编码JSON的时候，还有一些选项很有用。 如果你想获得漂亮的格式化字符串后输出，可以使用 json.dumps() 的indent参数。 它会使得输出和pprint()函数效果类似。比如：

>>> print(json.dumps(data))
{"price": 542.23, "name": "ACME", "shares": 100}
>>> print(json.dumps(data, indent=4))
{
    "price": 542.23,
    "name": "ACME",
    "shares": 100
}

对象实例通常并不是JSON可序列化的。

如果你想序列化对象实例，你可以提供一个函数，它的输入是一个实例，返回一个可序列化的字典。例如：

def serialize_instance(obj):
    d = { '__classname__' : type(obj).__name__ }
    d.update(vars(obj))
    return d

如果你想反过来获取这个实例，可以这样做：

# Dictionary mapping names to known classes
classes = {
    'Point' : Point
}

def unserialize_object(d):
    clsname = d.pop('__classname__', None)
    if clsname:
        cls = classes[clsname]
        obj = cls.__new__(cls) # Make instance without calling __init__
        for key, value in d.items():
            setattr(obj, key, value)
        return obj
    else:
        return d

下面是如何使用这些函数的例子：

>>> p = Point(2,3)
>>> s = json.dumps(p, default=serialize_instance)
>>> s
'{"__classname__": "Point", "y": 3, "x": 2}'
>>> a = json.loads(s, object_hook=unserialize_object)
>>> a
<__main__.Point object at 0x1017577d0>
>>> a.x
2
>>> a.y
3

json 模块还有很多其他选项来控制更低级别的数字、特殊值如NaN等的解析。