Python的JSON中方法及JSONPath模块用法分析

什么是JSON

JSON全称JavaScript Object Notation，是一种轻量级的数据交换格式。其特点是易于理解、易于编写、易于解析，同时也易于机器生成和解析。在Web应用程序中，JSON数据格式使用非常广泛，被用于前后端数据交互。

Python处理JSON数据的方法

Python标准库中内置了处理JSON数据的模块——json。这个模块提供了四个操作JSON数据的函数：

json.dumps()

将Python数据类型转换为JSON格式的字符串。

import json

data = {"name":"Jack", "age": 18}
json_str = json.dumps(data)
print(json_str)
# 输出：{"name": "Jack", "age": 18}

json.loads()

将JSON格式的字符串转换为Python数据类型。

import json

json_str = '{"name": "Jack", "age": 18}'
data = json.loads(json_str)
print(data)
# 输出：{'name': 'Jack', 'age': 18}

json.dump()

将Python数据类型以JSON格式写入文件。

import json

data = {"name":"Jack", "age": 18}
with open("data.json", "w") as f:
    json.dump(data, f)

json.load()

将JSON格式的文件读取为Python数据类型。

import json

with open("data.json", "r") as f:
    data = json.load(f)
print(data)
# 输出：{'name': 'Jack', 'age': 18}

JSONPath模块

JSONPath是一种类似于XPath的语言，被用来从JSON结构中提取数据。JSONPath模块提供了JSONPath的实现。

安装JSONPath模块

可以通过pip安装JSONPath模块。

pip install jsonpath

JSONPath表达式

JSONPath表达式的格式如下：

$.[key|index|keyname]...

其中$表示根节点，[key|index|keyname]表示要访问的节点，可以通过key、index、keyname来指定。例如：

import jsonpath

data = {
    "store": {
        "book": [
            {
                "category": "reference",
                "author": "Nigel Rees",
                "title": "Sayings of the Century",
                "price": 8.95
            },
            {
                "category": "fiction",
                "author": "Evelyn Waugh",
                "title": "Sword of Honour",
                "price": 12.99
            }
        ],
        "bicycle": {
            "color": "red",
            "price": 19.95
        }
    }
}

# 访问根节点，即整个JSON数据
result = jsonpath.jsonpath(data, "$")
# 输出：[{'store': {'book': [{'category': 'reference', 'author': 'Nigel Rees', 'title': 'Sayings of the Century', 'price': 8.95}, {'category': 'fiction', 'author': 'Evelyn Waugh', 'title': 'Sword of Honour', 'price': 12.99}], 'bicycle': {'color': 'red', 'price': 19.95}}}]

# 访问store节点下的book节点下的第一个元素
result = jsonpath.jsonpath(data, "$.store.book[0]")
# 输出：[{'category': 'reference', 'author': 'Nigel Rees', 'title': 'Sayings of the Century', 'price': 8.95}]

# 访问store节点下的所有book节点下的作者（author）字段
result = jsonpath.jsonpath(data, "$.store.book[*].author")
# 输出：['Nigel Rees', 'Evelyn Waugh']

# 访问store节点下的所有节点
result = jsonpath.jsonpath(data, "$.store.*")
# 输出：[{'book': [{'category': 'reference', 'author': 'Nigel Rees', 'title': 'Sayings of the Century', 'price': 8.95}, {'category': 'fiction', 'author': 'Evelyn Waugh', 'title': 'Sword of Honour', 'price': 12.99}], 'bicycle': {'color': 'red', 'price': 19.95}}]

# 访问store节点下的所有节点的值
result = jsonpath.jsonpath(data, "$.store..")
# 输出：[{'book': [{'category': 'reference', 'author': 'Nigel Rees', 'title': 'Sayings of the Century', 'price': 8.95}, {'category': 'fiction', 'author': 'Evelyn Waugh', 'title': 'Sword of Honour', 'price': 12.99}], 'bicycle': {'color': 'red', 'price': 19.95}}, [{'category': 'reference', 'author': 'Nigel Rees', 'title': 'Sayings of the Century', 'price': 8.95}, {'category': 'fiction', 'author': 'Evelyn Waugh', 'title': 'Sword of Honour', 'price': 12.99}], {'category': 'reference', 'author': 'Nigel Rees', 'title': 'Sayings of the Century', 'price': 8.95}, {'category': 'fiction', 'author': 'Evelyn Waugh', 'title': 'Sword of Honour', 'price': 12.99}, {'color': 'red', 'price': 19.95}, 'red', 19.95]

示例

假设有一份JSON格式的数据如下：

{
    "name": "张三",
    "age": 20,
    "hobbies": [
        "读书",
        "旅游",
        "游戏"
    ],
    "address": {
        "province": "广东",
        "city": "深圳",
        "detail": "XX街道XX号"
    },
    "school": [
        {
            "name": "清华大学",
            "major": "计算机科学与技术",
            "degree": "本科"
        },
        {
            "name": "麻省理工学院",
            "major": "电子工程",
            "degree": "硕士"
        }
    ]
}

例1：将JSON格式的数据转换为Python数据类型，并输出姓名和爱好

import json

with open("data.json", "r") as f:
    data = json.load(f)

print("姓名：", data["name"])
print("爱好：")
for hobby in data["hobbies"]:
    print(hobby)

输出结果为：

姓名： 张三
爱好：
读书
旅游
游戏

例2：使用JSONPath提取数据

import json
import jsonpath

with open("data.json", "r") as f:
    data = json.load(f)

# 输出年龄和详细地址
age = jsonpath.jsonpath(data, "$.age")[0]
province = jsonpath.jsonpath(data, "$.address.province")[0]
city = jsonpath.jsonpath(data, "$.address.city")[0]
detail = jsonpath.jsonpath(data, "$.address.detail")[0]

print("年龄：", age)
print("详细地址：", province + city + detail)

# 输出学校名称和专业
schools = jsonpath.jsonpath(data, "$.school[*]")
for school in schools:
    print("学校名称：", school["name"])
    print("专业：", school["major"])
    print()