如何对json数据进行操作

如何对JSON数据进行操作：从解析到实战的全面指南

JSON（JavaScript Object Notation）作为一种轻量级的数据交换格式，以其简洁、易读和易于解析的特性，在现代软件开发中得到了广泛应用，从Web API的数据传输到配置文件存储，从移动应用后端到大数据处理，JSON无处不在，JSON数据的操作方法，是每一位开发者的必备技能，本文将详细介绍如何对JSON数据进行操作，包括解析、构建、查询、修改、序列化及实战应用。

JSON数据基础：认识与理解

在操作JSON之前，首先要明确JSON的数据结构,JSON支持两种基本结构：

1. 对象（Object）：无序的键值对集合，以花括号 包裹，键（key）必须是字符串，值（value）可以是字符串、数字、布尔值、null、数组或另一个对象。{"name": "张三", "age": 30, "isStudent": false}。
2. 数组（Array）：有序的值列表，以方括号 [] 包裹，值可以是字符串、数字、布尔值、null、数组或对象。[1, "apple", {"color": "red"}]。

理解了这两种基本结构,我们就能更好地对JSON数据进行操作。

解析JSON：将字符串转换为对象/数组

JSON数据通常以字符串的形式在网络中传输或存储在文件中，要对其进行操作，首先需要将其解析为编程语言中对应的数据结构（如JavaScript中的对象和数组，Python中的字典和列表）。

JavaScript 中解析JSON

JavaScript 原生提供了 JSON.parse() 方法用于将JSON字符串解析为JavaScript对象或数组。

const jsonString = '{"name": "李四", "age": 25, "hobbies": ["reading", "music"]}';
const jsonObj = JSON.parse(jsonString);
console.log(jsonObj.name); // 输出: 李四
console.log(jsonObj.hobbies[0]); // 输出: reading

注意事项：

• JSON字符串中的键名必须使用双引号 ,单引号会导致解析错误。
• 如果JSON字符串格式不正确，JSON.parse() 会抛出 SyntaxError。

Python 中解析JSON

Python 标准库中的 json 模块提供了 loads() 函数（load string）用于将JSON字符串解析为Python字典或列表。

import json
json_string = '{"name": "王五", "age": 28, "skills": ["Python", "JavaScript"]}'
json_obj = json.loads(json_string)
print(json_obj["name"])  # 输出: 王五
print(json_obj["skills"][1])  # 输出: JavaScript

注意事项：

• Python中解析后的键名如果是合法的标识符，可以直接通过属性访问（如果使用了 json.loads() 的 object_hook 或 object_pairs_hook，但通常直接使用字典键访问）。
• 同样，JSON字符串格式错误会引发 json.JSONDecodeError。

构建JSON：将对象/数组转换为字符串

当我们需要将程序中的数据以JSON格式发送给其他系统或保存到文件时,需要将对象或数组序列化为JSON字符串。

JavaScript 中构建JSON

JavaScript 原生提供了 JSON.stringify() 方法用于将JavaScript对象或数组转换为JSON字符串。

const jsObj = { name: "赵六", age: 32, city: "北京" };
const jsonString = JSON.stringify(jsObj);
console.log(jsonString); // 输出: {"name":"赵六","age":32,"city":"北京"}
// 数组示例
const jsArray = [1, 2, {"a": 3}];
const jsonArrayString = JSON.stringify(jsArray);
console.log(jsonArrayString); // 输出: [1,2,{"a":3}]

高级用法：

• JSON.stringify() 还可以接受两个可选参数：一个 replacer 函数（用于过滤或转换值）和一个 space 参数（用于格式化输出）。

  const user = { name: "钱七", password: "123456", age: 40 };
  // 只输出name和age
  const filteredString = JSON.stringify(user, ["name", "age"]);
  console.log(filteredString); // 输出: {"name":"钱七","age":40}
  // 格式化输出
  const formattedString = JSON.stringify(user, null, 2);
  console.log(formattedString);
  /* 输出:
  {
    "name": "钱七",
    "password": "123456",
    "age": 40
  }
  */

Python 中构建JSON

Python 的 json 模块提供了 dumps() 函数（dump string）用于将Python字典或列表转换为JSON字符串。

import json
py_dict = {"name": "孙八", "age": 35, "hobbies": ["traveling", "coding"]}
json_string = json.dumps(py_dict)
print(json_string)  # 输出: {"name": "孙八", "age": 35, "hobbies": ["traveling", "coding"]}

高级用法：

• json.dumps() 也支持 ensure_ascii（默认True，非ASCII字符会被转义）、indent（格式化输出）、sort_keys（对键排序）等参数。

  person = {"name": "周九", "age": 45, "city": "上海"}
  # 格式化输出，非ASCII字符正常显示，键排序
  formatted_json = json.dumps(person, ensure_ascii=False, indent=4, sort_keys=True)
  print(formatted_json)
  /* 输出:
  {
      "age": 45,
      "city": "上海",
      "name": "周九"
  }
  */

查询与修改JSON数据

解析JSON后,我们就可以像操作普通对象或数组一样对其进行查询和修改。

查询JSON数据

• JavaScript：

  const data = {
    "user": {
      "id": 101,
      "profile": {
        "name": "吴十",
        "email": "wushi@example.com"
      },
      "orders": [
        {"id": "A001", "amount": 100},
        {"id": "A002", "amount": 200}
      ]
    }
  };
  // 查询用户名
  const userName = data.user.profile.name;
  console.log(userName); // 输出: 吴十
  // 查询第一个订单的金额
  const firstOrderAmount = data.user.orders[0].amount;
  console.log(firstOrderAmount); // 输出: 100

• Python：

  import json
  data_str = """
  {
    "user": {
      "id": 102,
      "profile": {
        "name": "郑十一",
        "email": "zhengshiyi@example.com"
      },
      "orders": [
        {"id": "B001", "amount": 150},
        {"id": "B002", "amount": 250}
      ]
    }
  }
  """
  data = json.loads(data_str)
  # 查询用户邮箱
  user_email = data["user"]["profile"]["email"]
  print(user_email)  # 输出: zhengshiyi@example.com
  # 查询第二个订单ID
  second_order_id = data["user"]["orders"][1]["id"]
  print(second_order_id)  # 输出: B002

修改JSON数据

• JavaScript：

  const data = { name: "陈十二", age: 28, city: "广州" };
  // 修改年龄
  data.age = 29;
  console.log(data.age); // 输出: 29
  // 添加新属性
  data.gender = "male";
  console.log(data); // 输出: {name: "陈十二", age: 29, city: "广州", gender: "male"}
  // 修改数组元素
  data.hobbies = ["sports", "movies"];
  data.hobbies[0] = "reading";
  console.log(data.hobbies); // 输出: ["reading", "movies"]

• Python：

  data = {"name": "冯十三", "age": 31, "city": "深圳"}
  # 修改年龄
  data["age"] = 32
  print(data["age"])  # 输出: 32
  # 添加新键值对
  data["country"] = "China"
  print(data)  # 输出: {'name': '冯十三', 'age': 32, 'city': '深圳', 'country': 'China'}
  # 修改列表元素
  data["skills"] = ["Python", "Java"]
  data["skills"][1] = "C++"
  print(data["skills