json模块

json 模块处理 JSON（JavaScript Object Notation）数据的编码和解码。JSON 是 Web 开发中最常用的数据交换格式，Python 的 json 模块让 Python 对象与 JSON 字符串之间的转换变得简单直接。

编码：Python → JSON

json.dumps：Python 对象 → JSON 字符串

import json

data = {
    "name": "Alice",
    "age": 30,
    "is_student": False,
    "courses": ["Math", "Physics"],
    "address": None
}

json_str = json.dumps(data)
print json_str
# {"name": "Alice", "age": 30, "is_student": false, "courses": ["Math", "Physics"], "address": null}

注意 JSON 与 Python 的类型差异：

Python	JSON
dict	object
list, tuple	array
str, unicode	string
int, long, float	number
True	true
False	false
None	null

格式化输出：

print json.dumps(data, indent=2, ensure_ascii=False)
# {
#   "name": "Alice",
#   "age": 30,
#   "is_student": false,
#   "courses": [
#     "Math",
#     "Physics"
#   ],
#   "address": null
# }

indent 控制缩进，ensure_ascii=False 允许非 ASCII 字符直接输出（如中文）。

排序键：

print json.dumps(data, sort_keys=True)
# {"address": null, "age": 30, "courses": ["Math", "Physics"], "is_student": false, "name": "Alice"}

解码：JSON → Python

json.loads：JSON 字符串 → Python 对象

import json

json_str = '{"name": "Bob", "age": 25}'
data = json.loads(json_str)
print data              # {u'name': u'Bob', u'age': 25}
print type(data)        # <type 'dict'>
print data["name"]      # Bob

Python 2 中 JSON 字符串解码为 unicode 类型，而非 str。

从文件读取：

import json

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

写入文件：

import json

data = {"users": [{"name": "Alice"}, {"name": "Bob"}]}

with open("data.json", "w") as f:
    json.dump(data, f, indent=2)

处理自定义类型

JSON 默认不支持 Python 的 datetime、set 等类型：

import json
from datetime import datetime

data = {"time": datetime.now()}
# json.dumps(data)        # TypeError: datetime is not JSON serializable

自定义编码器：

import json
from datetime import datetime

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

data = {"time": datetime.now()}
print json.dumps(data, cls=CustomEncoder)
# {"time": "2024-01-15 14:30:25"}

自定义解码器：

import json
from datetime import datetime

def datetime_decoder(d):
    if "time" in d:
        d["time"] = datetime.strptime(d["time"], "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
    return d

json_str = '{"time": "2024-01-15 14:30:25"}'
data = json.loads(json_str, object_hook=datetime_decoder)
print type(data["time"])    # <type 'datetime.datetime'>

实际应用

配置文件：

import json

def load_config(filename="config.json"):
    try:
        with open(filename, "r") as f:
            return json.load(f)
    except (IOError, ValueError):
        return {}

def save_config(config, filename="config.json"):
    with open(filename, "w") as f:
        json.dump(config, f, indent=2)

# 使用
config = load_config()
config["theme"] = "dark"
save_config(config)

API 响应处理：

import json
import urllib2

response = urllib2.urlopen("https://api.example.com/users")
data = json.load(response)

for user in data["users"]:
    print user["name"], user["email"]

数据缓存：

import json
import os

def cache_result(key, data, cache_dir="cache"):
    if not os.path.exists(cache_dir):
        os.makedirs(cache_dir)
    
    path = os.path.join(cache_dir, key + ".json")
    with open(path, "w") as f:
        json.dump(data, f)

def load_cache(key, cache_dir="cache"):
    path = os.path.join(cache_dir, key + ".json")
    if os.path.exists(path):
        with open(path, "r") as f:
            return json.load(f)
    return None

与 pickle 的区别

特性	json	pickle
格式	文本，人类可读	二进制
跨语言	是	否（仅 Python）
安全性	安全	不安全（不要加载不可信数据）
支持类型	基本类型	几乎所有 Python 对象
性能	较慢	较快

import json
import pickle

data = {"key": "value"}

# JSON：文本格式
print json.dumps(data)      # {"key": "value"}

# Pickle：二进制格式
print pickle.dumps(data)    # 不可读的二进制数据

Web 开发、配置文件、API 交互用 json。Python 对象持久化、进程间通信用 pickle（注意安全性）。