Python json模块dumps、loads、dump、load介绍

1. 介绍

在处理数据时，常常需要将数据以某种格式进行序列化和反序列化。JSON（JavaScript Object Notation）是一种常用的数据交换格式，具有简洁、易读、易解析的特点，广泛应用于互联网领域。Python的json模块提供了一系列函数，用于处理JSON格式数据的编码和解码。

本文将详细介绍json模块中的4个主要函数：dumps、loads、dump、load。通过对这4个函数的使用说明和示例代码，帮助读者了解它们的作用和用法。

2. json.dumps()函数

json.dumps(obj, *, skipkeys=False, ensure_ascii=True, check_circular=True, allow_nan=True, cls=None, indent=None, separators=None, default=None, sort_keys=False, **kw)函数用于将Python对象转换为JSON字符串。

参数说明

obj：要进行编码的Python对象，通常是一个字典或列表。
skipkeys：默认为False，如果设置为True，则跳过字典中的非字符串类型的键，否则会抛出TypeError异常。
ensure_ascii：默认为True，如果设置为False，则输出的JSON字符串中的非ASCII字符不会被转义，可以直接显示非ASCII字符。
check_circular：默认为True，如果设置为False，则禁止检查循环引用的情况，例如一个对象A引用了对象B，而对象B又引用了对象A。
allow_nan：默认为True，如果设置为False，则不允许包含NaN、Infinity以及-Infinity这些特殊的浮点数值。
cls：用于自定义编码和解码的类，默认为None，使用JSONEncoder类进行编码。
indent：用于控制缩进的空格数，可以是一个整数或字符串。如果是整数n，表示每一级缩进占用n个空格；如果是字符串'\t'，表示使用制表符进行缩进；如果为None，表示不进行缩进。
separators：用于控制分隔符的字符串，格式为(item_separator, key_separator)。默认为(', ', ': ')。
default：指定一个函数，用于将非序列化的对象转换为可序列化的对象。例如，可以指定default=str将所有非字符串的对象转换为字符串。
sort_keys：默认为False，如果设置为True，则输出的JSON字符串中的键按字典顺序排列。

下面通过一个示例代码演示json.dumps()函数的基本用法。

import json

data = {
    'name': 'Alice',
    'age': 20,
    'gender': 'female'
}

json_str = json.dumps(data)
print(json_str)

输出结果如下所示：

{"name": "Alice", "age": 20, "gender": "female"}

3. json.loads()函数

json.loads(s, *, cls=None, object_hook=None, parse_float=None, parse_int=None, parse_constant=None, object_pairs_hook=None, **kw)函数用于将JSON字符串解码为Python对象。

参数说明

s：要进行解码的JSON字符串。
cls：用于自定义编码和解码的类，默认为None，使用JSONDecoder类进行解码。
object_hook：指定一个函数，用于将JSON对象（字典）转换为Python对象。例如，可以指定object_hook=dict将每个JSON对象转换为dict类的实例。
parse_float：指定一个函数，用于将JSON中的浮点数转换为可自定义的对象。默认为None。
parse_int：指定一个函数，用于将JSON中的整数转换为可自定义的对象。默认为None。
parse_constant：指定一个函数，用于将JSON中的特殊常量（如NaN、Infinity）转换为可自定义的对象。默认为None。
object_pairs_hook：指定一个函数，用于将JSON中的对象（键值对）转换为可自定义的对象。默认为None。
kw：额外的关键字参数，传递给object_hook和object_pairs_hook。

下面通过一个示例代码演示json.loads()函数的基本用法。

import json

json_str = '{"name": "Alice", "age": 20, "gender": "female"}'

data = json.loads(json_str)
print(data)

输出结果如下所示：

{'name': 'Alice', 'age': 20, 'gender': 'female'}

4. json.dump()函数

json.dump(obj, fp, *, skipkeys=False, ensure_ascii=True, check_circular=True, allow_nan=True, cls=None, indent=None, separators=None, default=None, sort_keys=False, **kw)函数用于将Python对象转换为JSON格式并写入文件。

参数说明

obj：要进行编码的Python对象，通常是一个字典或列表。
fp：一个可写入数据的文件对象。
其他参数说明同json.dumps()函数。

下面通过一个示例代码演示json.dump()函数的基本用法。

import json

data = {
    'name': 'Alice',
    'age': 20,
    'gender': 'female'
}

with open('data.json', 'w') as fp:
    json.dump(data, fp, indent=4)

with open('data.json', 'r') as fp:
    print(fp.read())

运行上述代码后，会在当前目录下生成一个名为data.json的文件，文件内容如下所示：

{
    "name": "Alice",
    "age": 20,
    "gender": "female"
}

5. json.load()函数

json.load(fp, *, cls=None, object_hook=None, parse_float=None, parse_int=None, parse_constant=None, object_pairs_hook=None, **kw)函数用于从文件中读取JSON格式的数据并解码为Python对象。

参数说明

fp：一个可读取数据的文件对象。
其他参数说明同json.loads()函数。

下面通过一个示例代码演示json.load()函数的基本用法。

import json

with open('data.json', 'r') as fp:
    data = json.load(fp)

print(data)

假设data.json文件中的内容为：

{
    "name": "Alice",
    "age": 20,
    "gender": "female"
}

运行上述代码后，输出结果如下所示：

{'name': 'Alice', 'age': 20, 'gender': 'female'}

6. 总结

本文对Python的json模块中的4个主要函数进行了详细介绍，包括dumps、loads、dump和load dumps函数用于将Python对象转换为JSON字符串，loads函数用于将JSON字符串解码为Python对象，dump函数用于将Python对象转换为JSON格式并写入文件，load函数用于从文件中读取JSON格式的数据并解码为Python对象。

通过这四个函数，我们可以方便地进行JSON数据的编码和解码操作，实现数据的序列化和反序列化。在实际应用中，我们可以将Python对象转换为JSON格式，用于数据的存储、数据的传输等场景。同时，通过读取JSON格式的文件，我们可以将数据解码为Python对象，进而进行数据处理、分析和展示。

在使用这四个函数时，我们可以根据具体需求，灵活选择参数进行定制化操作。例如，可以设置缩进参数indent，使得输出的JSON字符串更加可读；还可以指定自定义的解码函数object_hook，将JSON中的对象转换为特定的Python对象。

总之，借助Python的json模块，我们可以轻松处理JSON数据，实现数据的序列化和反序列化，为我们的数据处理工作带来方便和效率。