一、背景知识
JSON:
引用百科描述如下,具体请自行搜索相关介绍:
JSON(JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式。它基于JavaScript(Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999)的一个子集。 JSON采用完全独立于语言的文本格式,但是也使用了类似于C语言家族的习惯(包括C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python等)。这些特性使JSON成为理想的数据交换语言。易于人阅读和编写,同时也易于机器解析和生成(网络传输速度快)。
表示方法:
数据在名称/值对中
数据由逗号分隔
花括号保存对象
方括号保存数组
示例:
{"programmers":[ {"firstName":"Brett","lastName":"McLaughlin","email":"aaaa"}, {"firstName":"Jason","lastName":"Hunter","email":"bbbb"}, {"firstName":"Elliotte","lastName":"Harold","email":"cccc"} ], "authors":[ {"firstName":"Isaac","lastName":"Asimov","genre":"sciencefiction"}, {"firstName":"Tad","lastName":"Williams","genre":"fantasy"}, {"firstName":"Frank","lastName":"Peretti","genre":"christianfiction"} ]}
HOWTO-UNICODE:
unicode标准描述了字符如何对应编码点(code point),使用16进制表示 00 00.
PYTHON中,basestring派生了unicode类型和str类型
unicode字符串是一个编码点序列,该序列在内存中会被表示成一组字节(0-255),str是指8字节流。
unicode字符串可以通过encode函数转换为str;str可以通过decode转换为unicode。编解码类型一般是utf-8
示例:
>>> u"中国".encode('utf-8') '\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd' #将unicode字符串编码为str >>> '\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd'.decode('utf-8') u'\u4e2d\u56fd' #将str解码为unicode字符串
从文件中读和写入文件的操作都应该是操作的8位字节流,如果将unicode字符串写入文件,需要进行编码操作;如果从文件中读unicode字符串,首先读取出来的是8位字节流需要进行解码操作。
一般功能代码中都直接操作unicode字符串,而只在写数据或读数据时添加对应的编解码操作。
序列化和反序列化
当两个进程在进行远程通信时,彼此可以发送各种类型的数据。无论是何种类型的数据,都会以二
进制序列的形式在网络上传送。发送方需要把这个对象转换为字节序列,才能在网络上传送;接收方则需要把字节序列再恢复为对象。
把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化,比如把一个字典对象以某种格式(JSON)写到文件中;把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化,比如读取某种格式化(JSON)的文件,构造一个字典对象。
根据HOWTO-UNICODE的知识,把网络可以看做是一个文件,发送方写数据到网络时需要进行编码,接收方读取数据时需要进行解码。也就是说序列化的同时会进行编码,反序列化的同时会进行解码。
二、simplejson
simplejson是json标准模块的扩展(基础功能相同),是pypi提供的拓展模块,需要另行安装。不过可以使用python自带的json库,基本是相同的使用方法(提供的接口功能基本一致)。在python的library文档中将JSON归为网络数据控制类,很好的说明了他们的用途,主要用于网络数据控制,编解码等。但是也具有其他的用途,比如可以用来作为配置文件的读写模块,简单的文件操作等。
它提供的接口很少,容易掌握,而且大多数情况下会使用默认的参数。官方文档中阐明,默认的接口参数和不进行子类化会有更好的性能体现。下面我们对提供的接口进行讨论,并且仅展示必须参数,其他关键字参数将以**kwargs表示;
simplejson.dump(obj, fp, **kwargs):将python对象写到文件中(以JSON格式)
simplejson.dumps(obj, **kwargs):将python对象表示成字符串(JSON的格式)
simplejson.load(fp, **kwargs):从文件中(包含JSON结构)读取为python对象
simplejson.loads(s, **kwargs):从字符串中(包含JSON结构)读取为python对象
class simplejson.JSONDecoder:load/loads的时候调用,将JSON格式序列解码为python对象
class simplejson.JSONEncoder:dump/dumps的时候调用,将python对象编码为JSON格式序列
联系到上面的基础知识,我们可以知道,dump的过程其实就是向文件句柄中写数据,即对象序列化的过程,需要进行编码,只是编码的格式不只是unicode和str的转换,而是更重要的python对象类型和JSON对象类型之间的转换。同理,load的过程其实就是从文件句柄中读数据,即反序列化生成对象的过程,需要进行解码,只是解码的格式不只是str和unicode的转换,而是更重要的JSON对象类型和python对象类型之间的转换。
下面是JSON对象类型和Python对象类型之间的对应关系:
JSON | Python 2 | Python 3 |
---|---|---|
object | dict | dict |
array | list | list |
string | unicode | str |
number (int) | int, long | int |
number (real) | float | float |
true | True | True |
false | False | False |
null | None | None |
下面以一个例子来结束本文,例子中附带注释:
#coding:utf-8 import simplejson as json #simplejson.dump(**kwargs) fp = open('./text.json', 'w+') json.dump([1,2], fp) ##将python数组进行序列化,保存到文件中 fp.seek(0) print "----dump----\n", u'使用dump将python数组对象保存在一个包含JSON格式的文件中,文件内容为:\n', fp.read() print fp.close() #simplejson.dumps(**kwargs) r_dumps = json.dumps({"中国obj":[1,2], "obj2":[3,4]}) #将python字典进行序列化,保存到字符串中 print "----dumps----\n", u'使用dumps将python字典对象转换为一个包含JSON格式的字符串,字符串结果为:\n', r_dumps print #simplejson.load(**kwargs) #如果json文档格式有错误,将会抛出JSONDecoderError异常 fp = open('./text.json', 'r') r_load = json.load(fp) #将文件中的内容转换为python对象 print "----load----\n", u"使用load读取一个包含JSON数组格式的文件后,得到一个python对象,类型是:", type(r_load) print #simplejson.loads(**kwargs) #如果json文档格式有错误,将会抛出JSONDecoderError异常 #将字符串中的内容转换为一个python对象 r_loads = json.loads('''{"programmers":[ {"firstName":"Brett","lastName":"McLaughlin","email":"aaaa"}, {"firstName":"Jason","lastName":"Hunter","email":"bbbb"}, {"firstName":"Elliotte","lastName":"Harold","email":"cccc"} ], "authors":[ {"firstName":"Isaac","lastName":"Asimov","genre":"sciencefiction"}, {"firstName":"Tad","lastName":"Williams","genre":"fantasy"}, {"firstName":"Frank","lastName":"Peretti","genre":"christianfiction"} ]}''') print "----loads----\n", u"使用loads读取一个包含JSON字典格式的字符串后,得到一个python对象,类型是:", type(r_loads) print
运行之后的结果显示:
----dump---- 使用dump将python数组对象保存在一个包含JSON格式的文件中,文件内容为: [1, 2] ----dumps---- 使用dumps将python字典对象转换为一个包含JSON格式的字符串,字符串结果为: {"obj2": [3, 4], "\u4e2d\u56fdobj": [1, 2]} ----load---- 使用load读取一个包含JSON数组格式的文件后,得到一个python对象,类型是: <type 'list'> ----loads---- 使用loads读取一个包含JSON字典格式的字符串后,得到一个python对象,类型是: <type 'dict'>