Python基础入门 Day92 JSON数据的读取与写入

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在数据存储与传输中，JSON（JavaScript Object Notation）是一种非常常用的格式。它简洁、可读性强，广泛应用于接口通信、配置文件和数据存储。Python 提供了内置的 json 模块，方便我们对 JSON 数据进行读取与写入。

JSON 基本概念
JSON 是一种轻量级的数据交换格式，常见的数据结构包括：

对象（字典形式）：{"name": "Tom", "age": 20}
数组（列表形式）：[1, 2, 3, 4]
字符串、数值、布尔值、null

Python 与 JSON 数据的对应关系：

Python 字典（dict）↔ JSON 对象
Python 列表（list）↔ JSON 数组
Python 字符串（str）↔ JSON 字符串
Python 整数 / 浮点数 ↔ JSON 数字
Python True/False ↔ JSON true/false
Python None ↔ JSON null

Python 对象转 JSON（序列化）
使用 json.dumps() 方法，可以将 Python 对象转换为 JSON 字符串。

import json

data = {
    "name": "Alice",
    "age": 25,
    "is_student": False,
    "scores": [85, 92, 78]
}

# 序列化为 JSON 字符串
json_str = json.dumps(data)
print(json_str)

输出：

{"name": "Alice", "age": 25, "is_student": false, "scores": [85, 92, 78]}

如果需要美化输出，可以使用 indent 参数：

json_str = json.dumps(data, indent=4, ensure_ascii=False)
print(json_str)

这样会以缩进的形式输出，且中文不会被转义。

JSON 字符串转 Python 对象（反序列化）
使用 json.loads() 方法，可以将 JSON 字符串解析为 Python 对象。

import json

json_str = '{"name": "Bob", "age": 30, "is_student": true}'
data = json.loads(json_str)

print(data["name"])   # Bob
print(data["age"])    # 30
print(data["is_student"])  # True

JSON 与文件交互
在实际应用中，JSON 数据通常存储在文件中，例如配置文件或数据文件。

写入 JSON 数据到文件：

import json

data = {
    "username": "admin",
    "password": "123456",
    "roles": ["editor", "admin"]
}

with open("config.json", "w", encoding="utf-8") as f:
    json.dump(data, f, indent=4, ensure_ascii=False)

这会将数据写入到 config.json 文件。

从文件读取 JSON 数据：

import json

with open("config.json", "r", encoding="utf-8") as f:
    data = json.load(f)

print(data)

这样就可以把文件中的 JSON 数据读取到 Python 字典中。

异常处理
在读取 JSON 文件时，可能会遇到格式错误的情况。可以使用 try-except 来捕获异常。

import json

try:
    with open("invalid.json", "r", encoding="utf-8") as f:
        data = json.load(f)
except json.JSONDecodeError as e:
    print(f"JSON 格式错误：{e}")

实战案例：记录用户信息
我们可以用 JSON 来保存用户注册信息。

import json

def save_user(user, filename="users.json"):
    try:
        with open(filename, "r", encoding="utf-8") as f:
            users = json.load(f)
    except FileNotFoundError:
        users = []

    users.append(user)

    with open(filename, "w", encoding="utf-8") as f:
        json.dump(users, f, indent=4, ensure_ascii=False)

new_user = {"name": "Tom", "age": 22, "email": "[email protected]"}
save_user(new_user)

运行后，每次新增的用户信息都会保存到 users.json 文件中，便于后续管理。

总结：
本节学习了 JSON 在 Python 中的基本用法，包括数据的序列化、反序列化，以及 JSON 文件的读写操作。JSON 是现代开发中最常用的数据格式之一，熟练掌握它可以帮助我们更好地进行数据存储与交互。

思考与练习：