Python 3 获得并解析 JSON API

在本文中，我们将介绍如何使用Python 3从网络上获取JSON数据，并对其进行解析和处理。JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，广泛用于Web应用程序中的数据传输。我们将使用Python 3的内置模块和第三方库来实现这些功能。

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1. 发送HTTP请求并获取JSON数据

要获取JSON数据，首先需要发送HTTP请求。Python 3 中的urllib模块提供了一个简单的方法来发送HTTP请求和处理响应。可以使用urllib.request模块中的urlopen函数来发送GET请求，并从响应中读取数据。

下面是一个简单的示例，演示如何发送GET请求并获取JSON数据：

import urllib.request
import json

def get_json_data(url):
    # 发送GET请求并获取响应
    response = urllib.request.urlopen(url)

    # 读取响应数据
    data = response.read().decode('utf-8')

    # 将JSON数据解析为Python对象
    json_data = json.loads(data)

    return json_data

# 示例：获取GitHub的公共API上的用户信息
url = 'https://api.github.com/users/octocat'
user_data = get_json_data(url)
print(user_data)

在这个示例中，我们使用了urllib.request.urlopen函数来发送GET请求并获取响应。然后，我们使用response.read()方法读取响应数据，通过decode('utf-8')方法将其转换为字符串格式。

接下来，我们使用json.loads()函数来解析JSON数据，并将其转换为Python对象。最后，我们将解析后的Python对象返回。

2. 解析和处理JSON数据

获取到JSON数据后，我们需要解析和处理它。Python 3 中的json模块提供了一些函数来解析和处理JSON数据。下面是一些常用的函数和示例：

json.loads()：将JSON字符串解析为Python对象。
json.dumps()：将Python对象转换为JSON字符串。
json.load()：从文件中读取JSON数据并解析为Python对象。
json.dump()：将Python对象序列化为JSON并写入文件。

下面是一个示例，演示如何解析和处理JSON数据：

import json

# 示例 JSON 数据
json_data = '''
{
    "name": "John",
    "age": 30,
    "city": "New York"
}
'''

# 解析 JSON 数据
data = json.loads(json_data)

# 访问解析后的数据
name = data['name']
age = data['age']
city = data['city']

print(name, age, city)

在这个示例中，我们使用了json.loads()函数将JSON字符串解析为Python对象。然后，我们可以像访问Python字典一样访问解析后的数据。

3. 处理嵌套的JSON数据

在实际应用中，JSON数据可能会非常复杂，并且可能包含嵌套的结构。为了处理这种情况，我们可以使用Python 3 中的递归函数来遍历和访问嵌套的JSON数据。

下面是一个示例，演示如何处理嵌套的JSON数据：

import json

# 示例 JSON 数据
json_data = '''
{
    "name": "John",
    "age": 30,
    "city": "New York",
    "contacts": {
        "email": "john@example.com",
        "phone": "1234567890"
    },
    "friends": [
        {"name": "Alice", "age": 25},
        {"name": "Bob", "age": 28},
        {"name": "Charlie", "age": 32}
    ]
}
'''

# 解析 JSON 数据
data = json.loads(json_data)

# 访问嵌套的数据
name = data['name']
age = data['age']
city = data['city']
email = data['contacts']['email']
phone = data['contacts']['phone']
friends = data['friends']

print(name, age, city)
print(email, phone)
for friend in friends:
    print(friend['name'], friend['age'])

在这个示例中，我们首先解析JSON数据，然后访问嵌套的数据。通过使用键值对索引的方式，我们可以访问嵌套的字典数据，例如data['contacts']['email']可以访问email地址。对于嵌套的列表数据，我们可以使用循环遍历并访问每个元素的属性。

4. 示例：使用JSON API获取天气信息

现在让我们通过一个示例来演示如何使用JSON API获取天气信息。我们将使用OpenWeatherMap提供的天气API来获取天气数据。

首先，我们需要注册并获取一个API密钥，然后使用该密钥来发送API请求。下面是一个示例，演示如何获取并解析天气数据：

import urllib.request
import json

API_KEY = 'YOUR_API_KEY'
CITY_NAME = 'New York'

def get_weather_data(api_key, city_name):
    # 构建API请求URL
    url = f'http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q={city_name}&appid={api_key}'

    # 发送API请求并获取响应
    response = urllib.request.urlopen(url)

    # 读取响应数据
    data = response.read().decode('utf-8')

    # 将JSON数据解析为Python对象
    json_data = json.loads(data)

    return json_data

# 获取天气数据
weather_data = get_weather_data(API_KEY, CITY_NAME)

# 解析天气数据
temperature = weather_data['main']['temp']
humidity = weather_data['main']['humidity']
weather_description = weather_data['weather'][0]['description']

print(f"Temperature: {temperature} K")
print(f"Humidity: {humidity} %")
print(f"Weather Description: {weather_description}")