python中json是什么文件格式

Python中的JSON：轻量级数据交换的利器**

在Python编程的世界里，我们经常需要处理各种数据，无论是从文件中读取配置信息，还是通过网络接收API响应，亦或是将程序中的数据持久化存储，在这些场景中，一种简单、通用且易于人机读写的数据格式扮演着至关重要的角色，它就是JSON，在Python中,JSON究竟是什么文件格式呢？

JSON是什么？

JSON，全称为JavaScript Object Notation（JavaScript对象表示法），它是一种轻量级的数据交换格式，虽然它的名字里带有“JavaScript”，但它是一种语言无关的格式，被设计为可以被多种编程语言轻松解析和生成,其设计初衷是让数据交换变得更加简单和高效。

JSON的结构基于两种核心结构：

1. 键值对（Key-Value Pair）：这类似于Python中的字典（dictionary），一个键（字符串）对应一个值。"name": "Alice"。
2. 值（Value）：JSON中的值可以是多种类型：
   • 字符串（String）：用双引号 括起来，"Hello, World!"。
   • 数字（Number）：包括整数和浮点数，42，14。
   • 布尔值（Boolean）：true 或 false（注意：在JSON中是小写，但在Python中会对应到True和False）。
   • null：表示空值，对应Python中的None。
   • 数组（Array）：有序的值的集合，类似于Python中的列表（list），用方括号 [] 括起来，元素之间用逗号分隔，[1, 2, "three", true]。
   • 对象（Object）：无序的键值对集合，类似于Python中的字典（dictionary），用花括号 括起来，键值对之间用逗号分隔，{"key1": "value1", "key2": 123}。

一个JSON文档通常就是一个对象或数组，它可以包含嵌套的结构，例如一个对象中包含数组,数组中又包含其他对象。

JSON文件格式特点

JSON之所以被广泛采用,得益于其以下特点：

• 轻量级：相比XML等格式，JSON的语法更简洁，占用带宽更少,解析速度更快。
• 易于阅读和编写：其文本格式清晰直观,人类可读性强。
• 易于机器解析和生成：简单的语法使得各种编程语言都能方便地实现JSON解析器和生成器。
• 与Python数据结构高度契合：JSON的对象（Object）可以直接映射为Python的字典（dict），JSON的数组（Array）可以直接映射为Python的列表（list）,这使得在Python中处理JSON数据非常自然。
• 语言无关：几乎所有现代编程语言都支持JSON。

Python中的JSON模块

Python标准库中提供了一个名为json的模块，专门用于处理JSON数据,这个模块允许我们：

1. 将Python对象序列化为JSON字符串：使用json.dumps()函数（dump string）。
2. 将JSON字符串反序列化为Python对象：使用json.loads()函数（load string）。
3. 将Python对象序列化为JSON文件：使用json.dump()函数。
4. 从JSON文件中读取数据并反序列化为Python对象：使用json.load()函数。

示例代码：

import json
# Python字典（对象）
python_dict = {
    "name": "Bob",
    "age": 30,
    "is_student": False,
    "courses": ["Math", "Science"],
    "address": {
        "street": "123 Main St",
        "city": "Wonderland"
    }
}
# 1. 将Python对象序列化为JSON字符串 (dumps)
json_string = json.dumps(python_dict, indent=4)  # indent=4 用于美化输出，使JSON更易读
print("JSON字符串:")
print(json_string)
# 2. 将JSON字符串反序列化为Python对象 (loads)
loaded_dict = json.loads(json_string)
print("\n从JSON字符串加载的Python字典:")
print(loaded_dict)
print("类型:", type(loaded_dict))
# 3. 将Python对象写入JSON文件 (dump)
with open("data.json", "w", encoding="utf-8") as f:
    json.dump(python_dict, f, indent=4, ensure_ascii=False)  # ensure_ascii=False 确保非ASCII字符（如中文）正确写入
print("\n数据已写入 data.json 文件")
# 4. 从JSON文件中读取数据并反序列化为Python对象 (load)
with open("data.json", "r", encoding="utf-8") as f:
    file_data = json.load(f)
print("\n从data.json文件读取的Python字典:")
print(file_data)

在Python中，JSON是一种基于文本的、轻量级且与Python数据结构（字典、列表等）高度兼容的数据文件格式，它以其简洁、易读、易解析的特性，成为Python程序进行数据持久化存储、配置文件管理以及网络API数据交换的常用选择，通过Python内置的json模块，我们可以轻松地在Python对象和JSON格式之间进行转换，从而高效地处理各种数据交互任务，JSON的使用,对于Python开发者来说是一项非常重要的技能。