python-- json 序列化

1. 什么是JSON序列化

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，具有易读性、易于存储和传输的特点。JSON序列化是将数据结构或对象转换为JSON格式的过程，以便于在多个平台之间进行数据交换。

2. JSON与Python

Python提供了内置的JSON模块，用于处理JSON数据的编码和解码。使用JSON模块，可以将Python对象序列化为JSON字符串，并且可以将JSON字符串解码为Python对象。

2.1 JSON模块的基本操作

JSON模块提供了一些基本的函数和方法来进行JSON的序列化和反序列化。

2.2 JSON模块的常用函数

以下是JSON模块中常用的函数：

json.dumps()：将Python对象编码为JSON字符串。

json.loads()：将JSON字符串解码为Python对象。

json.dump()：将Python对象写入JSON文件。

json.load()：从JSON文件中读取数据，并将JSON解码为Python对象。

3. 如何进行JSON序列化

3.1 序列化简单数据类型

在进行JSON序列化时，可以直接将Python的基本数据类型（如整数、浮点数、字符串、布尔值和None）转换为对应的JSON类型。

import json
data = {
    "name": "John",
    "age": 30,
    "is_student": True,
    "score": None
}
json_data = json.dumps(data)
print(json_data)

输出结果：

{"name": "John", "age": 30, "is_student": true, "score": null}

3.2 序列化复杂数据类型

除了简单的数据类型，Python的JSON模块还支持对复杂数据类型，如列表、元组和字典进行序列化。

import json
data = {
    "name": "John",
    "age": 30,
    "grades": [85, 90, 95],
    "courses": {
        "math": "A",
        "english": "B+"
    }
}
json_data = json.dumps(data)
print(json_data)

输出结果：

{
  "name": "John",
  "age": 30,
  "grades": [85, 90, 95],
  "courses": {
    "math": "A",
    "english": "B+"
  }
}

4. 反序列化JSON

反序列化是将JSON字符串转换回Python对象的过程。可以使用json.loads()函数将JSON字符串解码为Python对象。

import json
json_data = '{"name": "John", "age": 30, "is_student": true, "score": null}'
data = json.loads(json_data)
print(data)
print(type(data))

输出结果：

{'name': 'John', 'age': 30, 'is_student': True, 'score': None}

5. 序列化和反序列化的扩展应用

5.1 处理datetime对象

如果Python对象包含datetime对象，可以通过指定default参数来自定义JSON的序列化规则。

import json
from datetime import datetime
data = {
    "name": "John",
    "birthday": datetime(1990, 5, 20)
}
def default_handler(obj):
    if isinstance(obj, datetime):
        return obj.strftime('%Y-%m-%d')
    raise TypeError("Object of type '%s' is not JSON serializable" % type(obj).__name__)
json_data = json.dumps(data, default=default_handler)
print(json_data)

输出结果：

{"name": "John", "birthday": "1990-05-20"}

5.2 处理自定义类对象

如果Python对象包含自定义类的对象，可以通过指定default参数来自定义JSON的序列化规则。

import json
class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
def default_handler(obj):
    if isinstance(obj, Person):
        return obj.__dict__
    raise TypeError("Object of type '%s' is not JSON serializable" % type(obj).__name__)
person = Person("John", 30)
json_data = json.dumps(person, default=default_handler)
print(json_data)

输出结果：

{"name": "John", "age": 30}

总结

本文介绍了Python中JSON序列化的基本知识和操作，包括将Python对象序列化为JSON字符串，将JSON字符串反序列化为Python对象，以及序列化和反序列化过程中的一些扩展应用。

通过使用JSON模块，可以方便地将Python对象转换为JSON格式，从而实现不同平台之间的数据交换和通信。