Python的JSON编码和解码函数，让您处理JSON数据

JSON(JavaScript Object Notation)是一种轻量级的数据交换格式，它是一种文本格式，易于阅读和编写。Python的JSON包含了许多函数，可用于编码(JSON序列化)和解码(JSON反序列化)数据。

在Python中，JSON数据可以是字典、列表或其他基本数据类型。JSON使用键/值对来表示数据，并使用逗号分隔不同的键/值对。以下是一个简单的JSON示例：

{
    "name": "Alice",
    "age": 25,
    "hobbies": ["reading", "traveling"]
}

要将Python数据转换为JSON格式，可以使用 json.dumps() 函数。该函数的 个参数是要编码的对象，第二个参数是可选的，用于定义编码规则。例如：

import json

data = {
    "name": "Alice",
    "age": 25,
    "hobbies": ["reading", "traveling"]
}

json_data = json.dumps(data)

print(json_data)

输出：

{"name": "Alice", "age": 25, "hobbies": ["reading", "traveling"]}

要将JSON格式的数据解码为Python对象，可以使用 json.loads() 函数。该函数的参数是要解码的JSON数据。例如：

import json

json_data = '{"name": "Alice", "age": 25, "hobbies": ["reading", "traveling"]}'

data = json.loads(json_data)

print(data)

输出：

{'name': 'Alice', 'age': 25, 'hobbies': ['reading', 'traveling']}

除了 json.dumps() 和 json.loads() 函数，JSON模块还提供了其他的函数和类，用于更灵活和高级的JSON解析和构建。以下是一些重要的函数和类：

1. json.dump() 和 json.load()

json.dump() 函数将Python对象编码为JSON格式，并将其写入文件对象。类似地，json.load() 函数从文件对象中读取JSON数据并解码为Python对象。例如：

import json

data = {
    "name": "Alice",
    "age": 25,
    "hobbies": ["reading", "traveling"]
}

with open("data.json", "w") as f:
    json.dump(data, f)

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

print(loaded_data)

输出：

{'name': 'Alice', 'age': 25, 'hobbies': ['reading', 'traveling']}

2. json.JSONEncoder 和 json.JSONDecoder

json.JSONEncoder 类用于自定义JSON编码器，可以通过继承该类并重写 default() 方法来实现自定义编码器。同样地，json.JSONDecoder 类用于自定义JSON解码器，可以通过继承该类并重写 object_hook() 方法来实现自定义解码器。例如：

import json

class Employee:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        
class EmployeeEncoder(json.JSONEncoder):
    def default(self, obj):
        if isinstance(obj, Employee):
            return {"name": obj.name, "age": obj.age}
        return json.JSONEncoder.default(self, obj)

class EmployeeDecoder(json.JSONDecoder):
    def object_hook(self, d):
        if "name" in d and "age" in d:
            return Employee(d["name"], d["age"])
        return d

data = {
    "employee": Employee("Alice", 25)
}

# Custom Encoder
encoded_data = json.dumps(data, cls=EmployeeEncoder)
print(encoded_data)

# Custom Decoder
decoded_data = json.loads(encoded_data, cls=EmployeeDecoder)
print(decoded_data)

输出：

{"employee": {"name": "Alice", "age": 25}}
{'employee': <__main__.Employee object at 0x7f33a102b2e0>}

在这里，我们定义了一个 Employee 类，该类具有 name 和 age 属性。我们为该类创建了一个自定义编码器（EmployeeEncoder），它将 Employee 对象编码为包含 name 和 age 键的字典。同时，我们还为 Employee 对象创建了一个自定义解码器（EmployeeDecoder），它将字典解码为 Employee 对象。

3. json.JSONDecodeError

json.JSONDecodeError 类是 json.loads() 函数可能引发的异常。它包含有关解析错误的信息，如错误的位置、错误的字符和错误消息。例如：

import json

json_data = '{"name": "Alice", "age: 25, "hobbies": ["reading", "traveling"]}'

try:
    data = json.loads(json_data)
except json.JSONDecodeError as e:
    print("JSON Decode Error:", e.msg)
    print("Error Position:", e.pos)

输出：

JSON Decode Error: Expecting property name enclosed in double quotes: line 1 column 14 (char 13)
Error Position: 13

在这里，我们故意在 age 键的值处添加了一个缺失的引号。这将导致 json.loads() 函数引发 json.JSONDecodeError 异常，并包含有关解析错误的信息。