Python3 JSON 数据解析详解

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，简洁易读且跨语言兼容，在 Python 中处理 JSON 数据主要依赖内置的json模块。本文从基础到实战，详解 Python3 解析 JSON 的核心方法、常见场景和避坑技巧。

一、先搞懂：JSON 是什么？和 Python 数据类型有啥对应关系？

JSON 本质是一种字符串格式，用来表示结构化数据，比如：

{
  "name": "张三",
  "age": 25,
  "is_student": false,
  "hobbies": ["篮球", "编程"],
  "scores": {"math": 90, "english": 85}
}

 

它和 Python 数据类型的对应关系非常重要（转换时会自动映射）：

JSON 类型	Python 类型	说明
对象（`{}`）	字典（`dict`）	键值对集合
数组（`[]`）	列表（`list`）	有序元素集合
字符串（`""`）	字符串（`str`）	必须用双引号（JSON 规范）
数字（整数）	整数（`int`）	如`123`→`123`
数字（浮点数）	浮点数（`float`）	如`3.14`→`3.14`
`true`	`True`	布尔值真
`false`	`False`	布尔值假
`null`	`None`	空值

二、核心工具：`json`模块的 4 个核心函数

Python 的json模块提供了 4 个核心函数，实现 “Python 对象↔JSON 字符串” 的相互转换：

函数	作用	适用场景
`json.dumps()`	Python 对象→JSON 字符串（内存中转换）	需要在代码中处理 JSON 字符串时
`json.dump()`	Python 对象→JSON 文件（直接写入文件）	需要将 JSON 保存到文件时
`json.loads()`	JSON 字符串→Python 对象（内存中转换）	处理已获取的 JSON 字符串时
`json.load()`	JSON 文件→Python 对象（直接读取文件）	读取 JSON 文件内容时

三、实战：从 Python 对象到 JSON（编码）

将 Python 的字典、列表等对象转换为 JSON 格式（称为 “编码”），用dumps()或dump()。

1. 基础用法：`json.dumps()`生成 JSON 字符串

 

import json

# 定义一个Python字典（包含多种类型）
data = {
    "name": "张三",
    "age": 25,
    "is_student": False,
    "hobbies": ["篮球", "编程"],
    "scores": {"math": 90, "english": 85},
    "address": None  # 对应JSON的null
}

# 将Python对象转为JSON字符串
json_str = json.dumps(data)
print(json_str)
# 输出：{"name": "\u5f20\u4e09", "age": 25, "is_student": false, "hobbies": ["\u7篮球", "\u7f16\u7a0b"], "scores": {"math": 90, "english": 85}, "address": null}

 

注意：

中文会被默认转为 Unicode 编码（如"张三"→"\u5f20\u4e09"），如需保留中文，加ensure_ascii=False参数：
json_str = json.dumps(data, ensure_ascii=False) print(json_str) # 中文正常显示
生成的 JSON 字符串中，字符串必须用双引号（JSON 规范），Python 中的单引号会被自动转为双引号。

2. 美化 JSON：`indent`和`sort_keys`参数

默认生成的 JSON 是紧凑的单行字符串，用indent设置缩进可美化格式，sort_keys=True可按键名排序：

 
json_str = json.dumps(data, ensure_ascii=False, indent=2, sort_keys=True)
print(json_str)

输出（格式化后更易读）：

{
  "address": null,
  "age": 25,
  "hobbies": [
    "篮球",
    "编程"
  ],
  "is_student": false,
  "name": "张三",
  "scores": {
    "english": 85,
    "math": 90
  }
}

 

3. 写入文件：`json.dump()`

如果需要将 JSON 数据保存到文件，直接用dump()更方便（无需先转字符串）：

 
with open("data.json", "w", encoding="utf-8") as f:
    # 直接将Python对象写入文件，ensure_ascii=False保留中文
    json.dump(data, f, ensure_ascii=False, indent=2)

执行后会生成data.json文件，内容就是格式化后的 JSON。

四、实战：从 JSON 到 Python 对象（解码）

将 JSON 字符串或 JSON 文件转换为 Python 对象（称为 “解码”），用loads()或load()。

1. 解析 JSON 字符串：`json.loads()`

 

import json

# 定义一个JSON字符串（注意用双引号）
json_str = '''
{
  "name": "张三",
  "age": 25,
  "is_student": false,
  "hobbies": ["篮球", "编程"],
  "scores": {"math": 90, "english": 85},
  "address": null
}
'''

# 将JSON字符串转为Python对象（字典）
data = json.loads(json_str)
print(type(data))  # <class 'dict'>
print(data["name"])  # 张三
print(data["hobbies"][0])  # 篮球
print(data["scores"]["math"])  # 90

 

2. 读取 JSON 文件：`json.load()`

直接读取 JSON 文件并转换为 Python 对象：

 
with open("data.json", "r", encoding="utf-8") as f:
    data = json.load(f)  # 直接从文件加载并转换
    print(data["age"])  # 25

五、高级场景：处理复杂类型（如日期、自定义对象）

JSON 仅支持基础数据类型（字符串、数字、布尔、数组、对象、null），如果 Python 对象包含datetime、自定义类等复杂类型，直接转换会报错。需要自定义 “编码器” 和 “解码器”。

1. 处理`datetime`类型（编码）

JSON 不支持datetime，需转为字符串（如 ISO 格式）再编码：

 

import json
from datetime import datetime

# 定义包含datetime的Python对象
data = {
    "name": "张三",
    "birthdate": datetime(1999, 10, 1)
}

# 自定义编码器：将datetime转为ISO字符串
class DateTimeEncoder(json.JSONEncoder):
    def default(self, obj):
        if isinstance(obj, datetime):
            return obj.isoformat()  # 转为"1999-10-01T00:00:00"
        return super().default(obj)  # 其他类型用默认处理

# 用自定义编码器转换
json_str = json.dumps(data, cls=DateTimeEncoder, ensure_ascii=False)
print(json_str)
# 输出：{"name": "张三", "birthdate": "1999-10-01T00:00:00"}

 

2. 解析`datetime`字符串（解码）

将 JSON 中的日期字符串转回datetime对象：

 

from datetime import datetime

# 定义JSON字符串（包含日期字符串）
json_str = '{"name": "张三", "birthdate": "1999-10-01T00:00:00"}'

# 自定义解码器：将字符串转为datetime
def datetime_decoder(obj):
    if "birthdate" in obj:
        obj["birthdate"] = datetime.fromisoformat(obj["birthdate"])
    return obj

# 用object_hook参数指定解码器
data = json.loads(json_str, object_hook=datetime_decoder)
print(type(data["birthdate"]))  # <class 'datetime.datetime'>
print(data["birthdate"].year)  # 1999

 

六、避坑指南：常见错误与解决

JSON 字符串格式错误（最常见）
错误：JSON 中用单引号（如{'name': '张三'}），或键不是字符串（如{123: "value"}）。
解决：严格遵守 JSON 规范 —— 字符串用双引号，键必须是字符串。
解析无效 JSON 时的报错
错误：json.decoder.JSONDecodeError: Expecting property name enclosed in double quotes
解决：检查 JSON 格式，用try-except捕获错误：
try: data = json.loads(invalid_json_str) except json.JSONDecodeError as e: print(f"JSON解析错误：{e}")
复杂类型未处理导致的编码错误
错误：TypeError: Object of type datetime is not JSON serializable
解决：自定义编码器（如上文的DateTimeEncoder），将复杂类型转为基础类型。

七、总结

Python 处理 JSON 的核心是json模块的 4 个函数：

编码（Python→JSON）：dumps()（转字符串）、dump()（写文件）；
解码（JSON→Python）：loads()（解析字符串）、load()（读文件）。

关键注意点：

牢记 JSON 与 Python 类型的对应关系；
中文处理需加ensure_ascii=False；
复杂类型（如datetime）需自定义编码 / 解码器；
严格遵守 JSON 格式规范，避免解析错误。

posted on 2025-09-02 14:59 小陶coding 阅读(228) 评论(0) 收藏举报

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