Python JSON: Encode(dumps), Decode(loads) & Read JSON File

Vad är JSON i Python?

JSON in Python är ett standardformat inspirerat av JavaSkript för datautbyte och dataöverföring som textformat över ett nätverk. I allmänhet är JSON i sträng- eller textformat. Det kan användas av API:er och databaser, och det representerar objekt som namn/värdepar. JSON står för JavaSkriptobjektnotation.

Python JSON-syntax:

JSON skrivs som nyckel- och värdepar.

{
        "Key":  "Value",
        "Key":  "Value",
} 

JSON är väldigt lik Python lexikon. Python stöder JSON, och den har ett inbyggt bibliotek som JSON.

JSON-biblioteket i Python

'marskalk"och"ättikslag' externa moduler av Python behålla en version av JSON Python bibliotek. Arbetar med JSON i Python för att utföra JSON-relaterade operationer som kodning och avkodning måste du först importera JSON-biblioteket och för det i din .py fil,

import json

Följande metoder är tillgängliga i JSON Python modul

Metod	BESKRIVNING
dumpar ()	kodning till JSON-objekt
dumpa()	kodad sträng som skriver på fil
massor()	Avkoda JSON-strängen
ladda()	Avkoda medan JSON-filen läses

Python till JSON (kodning)

JSON Bibliotek av Python utför följande översättning av Python objekt till JSON-objekt som standard

Python	JSON
dict	Ändamålet
lista	array
unicode	Sträng
nummer – int, lång	nummer – int
flyta	nummer – verkligt
Sant	Sant
Falsk	Falsk
Ingen	Null

konvertera Python data till JSON kallas en kodningsoperation. Kodning görs med hjälp av JSON-biblioteksmetoden - dumpar ()

Låt oss nu utföra vårt första json.dumps-kodningsexempel med Python:

import json

x = {
  "name": "Ken",
  "age": 45,
  "married": True,
  "children": ("Alice","Bob"),
  "pets": ['Dog'],
  "cars": [
    {"model": "Audi A1", "mpg": 15.1},
    {"model": "Zeep Compass", "mpg": 18.1}
  ]
}
# sorting result in asscending order by keys:
sorted_string = json.dumps(x, indent=4, sort_keys=True)
print(sorted_string)

Produktion:

{"person": {"name": "Kenn", "sex": "male", "age": 28}})

Låt oss se ett exempel på Python skriv JSON till fil för att skapa en JSON-fil för ordboken med samma funktion dumpa()

# here we create new data_file.json file with write mode using file i/o operation 
with open('json_file.json', "w") as file_write:
# write json data into file
json.dump(person_data, file_write)

Produktion:

Inget att visa...I ditt system skapas json_file.json. Du kan kontrollera den filen som visas i nedanstående skriv JSON till fil Python exempel.

JSON till Python (Avkodning)

JSON-strängavkodning görs med hjälp av inbyggd metod json.loads() & json.load() av JSON-biblioteket i Python. Här visar översättningstabellen exempel på JSON-objekt till Python objekt som är användbara att utföra avkodning i Python av JSON-strängen.

JSON	Python
Ändamålet	dict
array	lista
Sträng	unicode
nummer – int	nummer – int, lång
nummer – verkligt	flyta
Sant	Sant
Falsk	Falsk
Null	Ingen

Låt oss se en grundläggande parse JSON Python exempel på avkodning med hjälp av json.loads fungera,

import json  # json library imported
# json data string
person_data = '{  "person":  { "name":  "Kenn",  "sex":  "male",  "age":  28}}'
# Decoding or converting JSON format in dictionary using loads()
dict_obj = json.loads(person_data)
print(dict_obj)
# check type of dict_obj
print("Type of dict_obj", type(dict_obj))
# get human object details
print("Person......",  dict_obj.get('person'))

Produktion:

{'person': {'name': 'Kenn', 'sex': 'male', 'age': 28}}
Type of dict_obj <class 'dict'>
Person...... {'name': 'John', 'sex': 'male'}

Avkodar JSON-fil eller parsar JSON-fil in Python

Nu kommer vi att lära oss hur man läser JSON-filen Python med Python tolka JSON-exempel:

OBS: Avkodning av JSON-fil är filinmatning/utgång (I/O) relaterad operation. JSON-filen måste finnas på ditt system på den angivna platsen som du nämner i ditt program.

Python läs JSON-fil Exempel:

import json
#File I/O Open function for read data from JSON File
with open('X:/json_file.json') as file_object:
        # store file data in object
        data = json.load(file_object)
print(data)

Här data är ett ordboksobjekt för Python som visas i ovanstående läs JSON-fil Python exempel.

Produktion:

{'person': {'name': 'Kenn', 'sex': 'male', 'age': 28}}

Kompakt kodning in Python

När du behöver minska storleken på din JSON-fil kan du använda kompakt kodning in Python.

Exempel,

import json
# Create a List that contains dictionary
lst = ['a', 'b', 'c',{'4': 5, '6': 7}]
# separator used for compact representation of JSON.
# Use of ',' to identify list items
# Use of ':' to identify key and value in dictionary
compact_obj = json.dumps(lst, separators=(',', ':'))
print(compact_obj)

Produktion:

'["a", "b", "c", {"4": 5, "6": 7}]'

** Here output of JSON is represented in a single line which is the most compact representation by removing the space character from compact_obj **

Formatera JSON-kod (fin utskrift)

• Syftet är att skriva välformaterad kod för mänsklig förståelse. Med hjälp av snygg utskrift kan vem som helst enkelt förstå koden.

Exempelvis:

import json
dic = { 'a': 4, 'b': 5 }
''' To format the code use of indent and 4 shows number of space and use of separator is not necessary but standard way to write code of particular function. '''
formatted_obj = json.dumps(dic, indent=4, separators=(',', ': '))
print(formatted_obj)

Produktion:

{
   "a" : 4,
   "b" : 5
}

För att bättre förstå detta, ändra indrag till 40 och observera output-

Beställer JSON-koden:

sort_nycklar attribut i Python dumps-funktionens argument kommer att sortera nyckeln i JSON i stigande ordning. Argumentet sort_keys är ett booleskt attribut. När det är sant är sortering tillåtet annars inte. Låt oss förstå med Python sträng till JSON sorteringsexempel.

Exempel,

import json

x = {
  "name": "Ken",
  "age": 45,
  "married": True,
  "children": ("Alice", "Bob"),
  "pets": [ 'Dog' ],
  "cars": [
    {"model": "Audi A1", "mpg": 15.1},
    {"model": "Zeep Compass", "mpg": 18.1}
  	],
}
# sorting result in asscending order by keys:
sorted_string = json.dumps(x, indent=4, sort_keys=True)
print(sorted_string)

Produktion:

{
    "age": 45,
    "cars": [ {
        "model": "Audi A1", 
        "mpg": 15.1
    },
    {
        "model": "Zeep Compass", 
        "mpg": 18.1
    }
    ],
    "children": [ "Alice",
		  "Bob"
	],
    "married": true,
    "name": "Ken",
    "pets": [ 
		"Dog"
	]
}

Som du kan observera är nycklarnas ålder, bilar, barn etc ordnade i stigande ordning.

Komplex objektkodning av Python

Ett komplext objekt har två olika delar dvs

1. Verklig del
2. Fantasifull del

Exempel: 3 +2i

Innan du utför kodning av ett komplext objekt måste du kontrollera att en variabel är komplex eller inte. Du måste skapa en funktion som kontrollerar värdet lagrat i en variabel med hjälp av en instansmetod.

Låt oss skapa den specifika funktionen för att kontrollera objektet är komplext eller berättigat till kodning.

import json

# create function to check instance is complex or not
def complex_encode(object):
    # check using isinstance method
    if isinstance(object, complex):
        return [object.real, object.imag]
    # raised error using exception handling if object is not complex
    raise TypeError(repr(object) + " is not JSON serialized")


# perform json encoding by passing parameter
complex_obj = json.dumps(4 + 5j, default=complex_encode)
print(complex_obj)

Produktion:

'[4.0, 5.0]'

Komplext JSON-objekt avkodar in Python

För att avkoda komplext objekt i JSON, använd en object_hook-parameter som kontrollerar att JSON-strängen innehåller det komplexa objektet eller inte. Låt oss förstå med sträng till JSON Python Exempel,

import json
  # function check JSON string contains complex object
  def is_complex(objct):
    if '__complex__' in objct:
      return complex(objct['real'], objct['img'])
    return objct
  
  # use of json loads method with object_hook for check object complex or not
  complex_object =json.loads('{"__complex__": true, "real": 4, "img": 5}', object_hook = is_complex)
  #here we not passed complex object so it's convert into dictionary
  simple_object =json.loads('{"real": 6, "img": 7}', object_hook = is_complex)
  print("Complex_object......",complex_object)
  print("Without_complex_object......",simple_object)

Produktion:

Complex_object...... (4+5j)
Without_complex_object...... {'real': 6, 'img': 7}

Översikt över JSON Serialization class JSONEncoder

JSONEncoder-klassen används för serialisering av någon Python objekt medan du utför kodning. Den innehåller tre olika metoder för kodning som är

• default(o) – Implementerat i subklassen och returnera serialisera objekt för o objekt.
• koda(o) – Samma som JSON-dumpar Python metod returnerar JSON-sträng av Python datastruktur.
• iterencode(o) – Representera strängen en efter en och koda objekt o.

Med hjälp av encode()-metoden för JSONEncoder-klassen kan vi också koda alla Python objekt som visas nedan Python Exempel på JSON-kodare.

# import JSONEncoder class from json
from json.encoder import JSONEncoder
colour_dict = { "colour": ["red", "yellow", "green" ]}
# directly called encode method of JSON
JSONEncoder().encode(colour_dict)

Produktion:

'{"colour": ["red", "yellow", "green"]}'

Översikt över JSON Deserialization klass JSONDecoder

JSONDecoder-klassen används för deserialisering av någon Python objekt medan du utför avkodning. Den innehåller tre olika metoder för avkodning som är

• default(o) – Implementerat i subklassen och returnera deserialiserade objektet o objekt.
• avkoda(o) – Samma som json.loads()-metoden returnerar Python datastruktur för JSON-sträng eller data.
• raw_decode(o) – Representera Python ordbok en efter en och avkoda objekt o.

Med hjälp av decode()-metoden för JSONDecoder-klassen kan vi också avkoda JSON-strängen som visas nedan Python Exempel på JSON-avkodare.

import json
# import JSONDecoder class from json
from json.decoder import JSONDecoder
colour_string = '{ "colour": ["red", "yellow"]}'
# directly called decode method of JSON
JSONDecoder().decode(colour_string)

Produktion:

{'colour': ['red', 'yellow']}

Avkodning av JSON-data från URL: Exempel i verkligheten

Vi kommer att hämta data från CityBike NYC (Bike Sharing System) från specificerad URL(https://gbfs.citibikenyc.com/gbfs/2.3/gbfs.json) och konvertera till ordboksformat.

Python ladda JSON från fil Exempel:

OBS:- Se till att begärandebiblioteket redan är installerat i din Python, Om inte, öppna Terminal eller CMD och skriv

• (För Python 3 eller högre) pip3 installationsförfrågningar

import json
import requests

# get JSON string data from CityBike NYC using web requests library
json_response= requests.get("https://gbfs.citibikenyc.com/gbfs/2.3/gbfs.json")
# check type of json_response object
print(type(json_response.text))
# load data in loads() function of json library
bike_dict = json.loads(json_response.text)
#check type of news_dict
print(type(bike_dict))
# now get stationBeanList key data from dict
print(bike_dict['stationBeanList'][0]) 

Produktion:

<class 'str'>
<class 'dict'>
{
	'id': 487,
 	'stationName': 'E 20 St & FDR Drive',
	'availableDocks': 24,
	'totalDocks': 34,
	'latitude': 40.73314259,
	'longitude': -73.97573881,
	'statusValue': 'In Service',
	'statusKey': 1,
	'availableBikes': 9,
	'stAddress1': 'E 20 St & FDR Drive',
	'stAddress2': '',
	'city': '',
	'postalCode': '',
	'location': '', 
	'altitude': '', 
	'testStation': False, 
	'lastCommunicationTime': '2018-12-11 10:59:09 PM', 'landMark': ''
}

Undantag relaterade till JSON Library i Python:

• Klass json.JSONDecoderError hanterar undantaget relaterat till avkodningsoperationen. och det är en underklass till ValueError.
• Undantag – json.JSONDecoderError(msg, doc)
• Undantagsparametrar är,
  • msg – Oformaterat felmeddelande
  • doc – JSON-dokument tolkade
  • pos – starta indexet för dokumentet när det misslyckades
  • lineno – line no show motsvarar pos
  • kolon – kolumn nr motsvarar pos

Python ladda JSON från fil Exempel:

import json
#File I/O Open function for read data from JSON File
data = {} #Define Empty Dictionary Object
try:
        with open('json_file_name.json') as file_object:
                data = json.load(file_object)
except ValueError:
     print("Bad JSON file format,  Change JSON File")

Infinite och NaN Numbers in Python

JSON Data Interchange Format (RFC – Request For Comments) tillåter inte Oändligt eller Nan-värde men det finns ingen begränsning i Python- JSON-bibliotek för att utföra operationer relaterad till Infinite och Nan Value. Om JSON får INFINITE och Nan datatype så konverteras den till bokstavlig.

Exempel,

import json
# pass float Infinite value
infinite_json = json.dumps(float('inf'))
# check infinite json type
print(infinite_json)
print(type(infinite_json))
json_nan = json.dumps(float('nan'))
print(json_nan)
# pass json_string as Infinity
infinite = json.loads('Infinity')
print(infinite)
# check type of Infinity
print(type(infinite))

Produktion:

Infinity
<class 'str'>
NaN
inf
<class 'float'>	

Upprepad nyckel i JSON String

RFC anger att nyckelnamnet ska vara unikt i ett JSON-objekt, men det är inte obligatoriskt. Python JSON-biblioteket tar inte upp ett undantag för upprepade objekt i JSON. Den ignorerar alla upprepade nyckel-värde-par och tar endast hänsyn till det sista nyckel-värde-paret bland dem.

• Exempel,

import json
repeat_pair = '{"a":  1, "a":  2, "a":  3}'
json.loads(repeat_pair)

Produktion:

{'a': 3}

CLI (Command Line Interface) med JSON in Python

json.tool tillhandahåller kommandoradsgränssnittet för att validera JSON pretty-print-syntax. Låt oss se ett exempel på CLI

$ echo '{"name" : "Kings Authur" }' | python3 -m json.tool

Produktion:

{
    "name": " Kings Authur "
}

Fördelar med JSON i Python

• Lätt att flytta tillbaka mellan container och värde (JSON till Python och Python till JSON)
• Mänskligt läsbart (Pretty-print) JSON-objekt
• Används i stor utsträckning vid datahantering.
• Har inte samma datastruktur i den enskilda filen.

Implementeringsbegränsningar för JSON i Python

• I deserializer av JSON-intervall och förutsägelse av ett nummer
• Den maximala längden på JSON-strängen och arrayer av JSON och kapslingsnivåer för objekt.

Python JSON Cheat Sheet

Python JSON-funktion	BESKRIVNING
json.dumps(person_data)	Skapa JSON-objekt
json.dump(person_data, file_write)	Skapa JSON-fil med File I/O of Python
compact_obj = json.dumps(data, separators=(',',':'))	Komprimera JSON-objekt genom att ta bort mellanslagstecken från JSON-objekt med hjälp av separator
formatted_obj = json.dumps(dic, indent=4, separators=(',', ': '))	Formatera JSON-kod med indrag
sorted_string = json.dumps(x, indent=4, sort_keys=True)	Sorterar JSON-objektnyckeln i alfabetisk ordning
complex_obj = json.dumps(4 + 5j, default=complex_encode)	Python Komplex objektkodning i JSON
JSONEncoder().encode(colour_dict)	Användning av JSONEncoder Class för serialisering
json.loads(data_string)	Avkodar JSON-sträng in Python ordbok med funktionen json.loads().
json.loads('{“__complex__”: true, “real”: 4, “img”: 5}', object_hook = is_complex)	Avkodning av komplext JSON-objekt till Python
JSONDecoder().decode(färgsträng)	Användning av avkodning av JSON till Python med deserialisering