JSON

Posted 2021-02-15 海纳百川_有容乃大

如果我们要在不同的编程语言回见传递对象，就必须把对象序列化为标准的格式，比如XML，但更好的方法是序列化为JSON，因为JSON表示出来就是一个字符串，可以被所有语言读取，也可以方便的存储到磁盘或者通过网络传输。JSON不仅是标准格式，并且比XML更快，而且可以直接在Web页面中读取，非常方便。

 

JSON表示的对象就是javascript语言的对象，JSON和Python内置的数据类型对应如下：

Json类型	Python类型
{}	dict
[]	list
"String"	str
1234.56	int或float
true/false	True/False
null	None

 

 

 

 

 

 

Python提供的内置json模块提供了非常完善的Python对象到JSON格式的转换。我们先看看如何把Python对象变成一个JSON：

>>>import json
>>>d = dict(name=‘Bob‘, age=20, score=88)
>>>json.dumps(d)
‘{"age":20, "score":88, "name": "Bob"}‘

dumps()方法返回一个str，内容就是标准的JSON。类似的，jump()方法可以直接把JSON写入一个file-like Object。

 

要把JSON反序列化为Python对象，用loads()或者对应的load()方法，前者把JSON的富川反序列化，后者从file-like Object中读取字符串并反序列化。

>>>json_str = ‘{“age”: 20, "score":88, "name": "Bob"}‘
>>>json.loads(json_str)
{‘age’: 20, ‘score‘: 88, ‘name‘: ‘Bob‘}

由于JSON规定JSON编码是UTF-8,所以我们总是正确的在Python的str与JSON的字符串之间转换。

 

JSON进阶

Python的dict对象可以直接序列化为JSON的{},不过很多时候，我们更喜欢class表示对象，比如定义Student类，然后序列化：

import json

class Student(object)：
    def __init__(self,name,age,score):
        self.name = name
        self.age = age
        self.score = score

s = Student(‘Bob’, 20, 88)
print(json.dumps(s))

运行代码，毫不留情的得到一个TypeError：

Trackback （most recent call last）:
    ...
TypeError: <__main__.Student object at 0x10603cc50> is not JSON serializavle

错误原因是Srudent对象不是一个可序列化为JSON对象。

如果连class的实例对象都无法序列化为JSON，这肯定不合理！

别急，我们仔细看看dumps()方法的参数列表，可以发现，除了第一个必须的obj参数外，dumps()方法还是提供了一大堆的可选参数：

https://docs.python.org/3/library/json.html#json.dumps

这些可选参数就是让我们来定制JSON序列化。前面代码之所以无法把Student类实例序列化为JSON。是因为默认情况下，dumps()方法不知道如何将Student实例变为一个JSON的{}对象。

可选参数default就是把任意一个对象变成一个可序列化为JSON的对象，我们只需要为Student专门写一个转换函数，在把函数传进去即可：

def atudent3dict(std):
    return(
            ‘name‘: std.name,
            ‘age‘: std.age,
            ‘score‘:std.score
    )          

这样，Student实例首先被student2dict()函数转换为dict，然后在被顺序序列化为JSON：

>>>print(json.dumps(s, default=student2dict))
{“age”: 20, "name":"Bob", "score": 88}

不过下次遇到一个Teacher类实例，照样无法序列化为JSON。我们可以偷个懒，把任意class的实例变为dict：

print(json.dumps(s, default = lambda obj:obj.__dict__))

因为通常class的实例都有一个__dict__属性，它就是一个dict()，用来存储实例变量。也少数除外，比如定义了__slots__的class。

同样的道理，如果我们把JSON反序列化为一个Student对象那个实例，loads()方法首先转换出一个dict对象，然后，我们传入的object_hook函数负责把dict转换为Student实例：

def dict2student(d):
    return Student(d[‘name‘], d[‘age‘], d[‘score‘])

运行结果如下：

>>>json_str = ‘{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}’
>>>print(json.loads(json_str,object_hook=dict2student))
<__main__.Student object at 0x10cd3c190>

打印出的是反序列化的Student实例对象。

 

小结

Python语言特定的序列化模块是pickle，但如果要把序列化搞得更通，更符合Web标准，就可以使用json模块。

json模块的dumps()和loads()函数是定义得非常好的接口典范。当我们使用时，只需要传入一个必须的参数。但是，当默认的序列化或反序列化机制不满足我们的要求时，我们又可以传入更多的参数来定制序列化或反序列化的规则，既做到了接口简单易用，又做到了充分的扩展性和灵活性。