Python 處理 JSON 數據資料

星期四, 9月 23, 2021

Python 處理 JSON 數據資料

大綱

前言

JSON 資料在 Python 存在的方式是 "字串" 格式，使用 json 模組將資料轉成JSON字串或是JSON檔案。

JSON in Python

Python 有一個名為 json 的內置套件包，可用於處理 JSON 數據。

import json

json.loads() - 將JSON資料載入 Python

使用 json.loads() 方法，將 JSON 資料載入 Python，下列是轉換表:

----- JSON資料 -----	----- Python資料 -----
object	dict
array	list
string	unicode
number(int)	int, long
number(real)	float
true	True
false	False
null	None

範例 pythonJson-01.py : 注意，JSON資料須加上 '' 單引號，因為JSON資料再Python中是以字串形式存在的。

# pythonJson-01.py
import json

jsonObj = '{"b":80, "a":25, "c":60}'    # json物件
dictObj = json.loads(jsonObj)           # 轉成Python物件
print(dictObj)
print(type(dictObj))

執行結果

{'b': 80, 'a': 25, 'c': 60}
<class 'dict'>

範例 pythonJson-02.py :

# pythonJson-02.py
import json

x = '{ "name":"John", "age":30, "city":"New York"}' # some JSON:
y = json.loads(x) # parse x:
print(y["age"]) # the result is a Python dictionary:

執行結果

30
<class 'str'>

範例 pythonJson-03.py : 使用多層次JSON物件，在父JSON物件"Asia"下建立兩個子JSON物件 "Japan"、"China"。

# pythonJson-03.py
import json

obj = '{"Asia":[{"Japan":"Tokyo"},{"China":"Beijing"}]}'
json_obj = json.loads(obj)
print(json_obj)
print(type(json_obj))
print(json_obj["Asia"])
print(json_obj["Asia"][0])
print(json_obj["Asia"][1])
print(json_obj["Asia"][0]["Japan"])
print(json_obj["Asia"][1]["China"])

執行結果

{'Asia': [{'Japan': 'Tokyo'}, {'China': 'Beijing'}]}
<class 'dict'>
[{'Japan': 'Tokyo'}, {'China': 'Beijing'}]
{'Japan': 'Tokyo'}
{'China': 'Beijing'}
Tokyo
Beijing

json.dumps() - 將Python資料導出為JSON字串

如果您有 Python 物件，則可以使用 json.dumps() 方法將 Python 資料導出為 JSON 字串，下列是轉換表:

------Python資料-------	------JSON資料-------
dict	Object
list, tuple	Array
str, unicode	String
int, float, long	Number
True	true
False	false
None	null

範例 pythonJson-04.py : 將 Python 串列與元組資料轉換成JSON陣列資料

# pythonJson-04.py
import json

listNumbers = [5, 10, 20, 1]            # 串列資料
tupleNumbers = (1, 5, 10, 9)            # 元組資料
jsonData1 = json.dumps(listNumbers)     # 將串列資料轉成json資料
jsonData2 = json.dumps(tupleNumbers)    # 將串列資料轉成json資料
print("串列轉換成json的陣列", jsonData1)
print("元組轉換成json的陣列", jsonData2)
print("json陣列在Python的資料類型 ", type(jsonData1))直

執行結果

串列轉換成json的陣列 [5, 10, 20, 1]
元組轉換成json的陣列 [1, 5, 10, 9]
json陣列在Python的資料類型 <class 'str'>

範例 pythonJson-05.py : json.dumps() 方法，使用參數: sort_keys，ident

# pythonJson-05.py
import json

players = {'Stephen Curry':'Golden State Warriors',
           'Kevin Durant':'Golden State Warriors',
           'Lebron James':'Cleveland Cavaliers',
          }
jsonObj = json.dumps(players, sort_keys=True, indent=4)   
print(jsonObj)
print(type(jsonObj))

執行結果

{
"Kevin Durant": "Golden State Warriors",
"Lebron James": "Cleveland Cavaliers",
"Stephen Curry": "Golden State Warriors"
}
<class 'str'>

利用dump()與load()存取JSON檔案

利用 dump() 將Python資料儲存為JSON檔案

這邊要特別注意，用來存取JSON檔案的函數名稱是叫作 dump() 與 load()，函數名稱後面沒有加s，在 python 內將 python 資料與以字串呈現的 JSON 格式轉換的函數名稱是叫作 dumps() 與 loads()，函數名稱後面有加s。

在Python中讀/寫檔的語法為 with...open 。

範例 pythonJson-06.py : 將一個基本型態的Python字典資料 dictObj ，使用 dump()，將其儲存為檔案 output-pythonJson-06.json。dump() 第一個參數 dictObj 是資料來源，第二個參數 fileObj 是檔案物件。在工作附錄中會產生一個檔案 output-pythonJson-06.json，可使用筆記本打開。

# pythonJson-06.py
import json

dictObj = {'b':80, 'a':25, 'c':60}  # 字典資料   
fileName = 'output-pythonJson-06.json'  # 輸出檔案
with open(fileName, 'w') as fileObj:    # 開啟檔案物件
    json.dump(dictObj, fileObj)  # 將字典資料儲存為檔案

執行結果

{"b": 80, "a": 25, "c": 60}

範例 pythonJson-07.py : 將一個2層次的JSON陣列的Python字典資料 dictObj ，使用 dump()，將其儲存為檔案 output-pythonJson-06.json。dump() 第一個參數 dictObj 是資料來源，第二個參數 fileObj 是檔案物件。在工作附錄中會產生一個檔案 output-pythonJson-07.json，可使用筆記本打開。

# pythonJson-07.py
import json

dictObj = {"Asia":
        [{"Japan":"Tokyo"},
         {"China":"Beijing"}],
        "Europe":
        [{"UK":"London"},
         {"France":"Paris"}]
      }
fileName = 'output-pythonJson-07.json'
with open(fileName, 'w') as fileObj:
    json.dump(dictObj, fileObj)

執行結果

{"Asia": [{"Japan": "Tokyo"}, {"China": "Beijing"}], "Europe": [{"UK": "London"}, {"France": "Paris"}]}

範例 pythonJson-08.py : 儲存資料為一個包含中文字的串列物件 objList ，在工作附錄中會產生一個檔案 output-pythonJson-08.json，可使用筆記本打開。若打開時會看到中文字 "日本" 顯示為16進位碼 "\u65e5\u672c"....等。

# pythonJson-08.py
import json

objList = [{"日本":"Japan", "首都":"Tykyo"},
           {"美州":"USA", "首都":"Washington"}]
fileName = 'output-pythonJson-08.json'
with open(fileName, 'w') as fileObj:
    json.dump(objList, fileObj)

執行結果

[{"\u65e5\u672c": "Japan", "\u9996\u90fd": "Tykyo"}, {"\u7f8e\u5dde": "USA", "\u9996\u90fd": "Washington"}]

範例 pythonJson-09.py : 儲存資料為一個包含中文字的串列物件 objList。改善範例 pythonJson-08.py ，使用編碼方式 encoding='utf-8' 創建一個檔案物件，存檔時搭配 ensure_ascii=False

# pythonJson-09.py
import json

objList = [{"日本":"Japan", "首都":"Tykyo"},
           {"美州":"USA", "首都":"Washington"}]

fileName = 'output-pythonJson-09.json'
with open(fileName, 'w', encoding='utf-8') as fileObj:
    json.dump(objList, fileObj, indent=2, ensure_ascii=False)

執行結果

[ { "日本": "Japan", "首都": "Tykyo" }, { "美州": "USA", "首都": "Washington" } ]

利用 load() 讀取JSON檔案

範例 pythonJson-10.py : 讀取檔案 'output-pythonJson-07.json' 並列出結果。

# pythonJson-10.py
import json
      
fileName = 'output-pythonJson-07.json'
with open(fileName, 'r') as fileObj:
    data = json.load(fileObj)

print(data)
print(type(data))

執行結果

{'Asia': [{'Japan': 'Tokyo'}, {'China': 'Beijing'}], 'Europe': [{'UK': 'London'}, {'France': 'Paris'}]}
<class 'dict'>

範例 pythonJson-11.py : 執行程式時，會要求輸入帳號，同時會將帳號存檔為 "login.json"，然後會印出 " __帳號__! 歡迎回來使用本系統! "。

# pythonJson-11.py
import json

fileName = 'login.json'
login = input("請輸入帳號 : ")
with open(fileName, 'w') as fileObj:
    json.dump(login, fileObj)
    print("%s! 歡迎使用本系統! " % login)

執行結果

請輸入帳號 : aron
aron! 歡迎使用本系統!

範例 pythonJson-12.py : 延續範例 pythonJson-11.py ，讀取檔案 'login.json' 並印出 "__帳號__ ! 歡迎回來使用本系統! "

# pythonJson-12.py
import json

fileName = 'login.json'
with open(fileName, 'r') as fileObj:
    login = json.load(fileObj)
    print("%s! 歡迎回來使用本系統! " % login)

執行結果

請輸入帳號 : aron
aron! 歡迎回來使用本系統!

範例 pythonJson-13.py : 登入系統，若登入檔案 'login1_13.json' 不存在，要求 "請輸入帳號 : "，若登入檔案 'login1_13.json' 已存在，則顯示歡迎回來。

# pythonJson-13.py
import json

fileName = 'login.json'
try:
    with open(fileName) as fileObj:
        login = json.load(fileObj)   
except Exception:
    login = input("請輸入帳號 : ") 
    with open(fileName, 'w') as fileObj:
        json.dump(login, fileObj)
        print("系統已經記錄你的帳號!")
else:
    print("%s 歡迎回來!" % login)

執行結果

aron 歡迎回來!

參考資料

特色、摘要，Feature、Summary:

關鍵字、標籤，Keyword、Tag:

Programming-Language,Json,Python,Data-Model,Python-Tutorial,

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