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/')/'xe4xb8xadxe5x9bxbd/' #将 unicode 字符串编码为 str>>> /'xe4xb8xadxe5x9bxbd/'.decode(/'utf-8/')u/'u4e2du56fd/' #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:
下面以一个例子来结束本文,例子中附带注释:
#coding:utf-8import 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.readprint 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_dumpsprint #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], "u4e2du56fdobj": [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/'>