python如何读json文件

Python如何读取JSON文件：从基础到实用技巧

JSON（JavaScript Object Notation）作为一种轻量级的数据交换格式，因其易读性和与语言无关的特性，在Web开发、API交互、配置文件存储等领域被广泛应用，Python内置了对JSON格式的强大支持，通过json模块可以轻松实现JSON文件的读取与解析，本文将从基础语法到实用技巧，详细介绍Python如何读取JSON文件，帮助开发者快速这一核心技能。

基础入门：使用json.load()读取JSON文件

Python的json模块提供了json.load()函数，专门用于从文件对象中读取JSON数据并转换为Python对象（如字典、列表等），其基本语法如下：

import json
# 打开JSON文件（默认以文本模式'r'打开）
with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as file:
    data = json.load(file)  # 将JSON数据解析为Python对象

关键步骤解析：

1. 导入模块：首先需要导入Python内置的json模块。
2. 打开文件：使用open()函数以只读文本模式（'r'）打开JSON文件，推荐显式指定encoding='utf-8'，避免因编码问题导致解析错误。
3. 读取并解析：通过json.load(file)将文件对象中的JSON字符串转换为对应的Python对象：
   • JSON对象（）→ Python字典（dict）
   • JSON数组（[]）→ Python列表（list）
   • JSON字符串（）→ Python字符串（str）
   • JSON数字（123/3）→ Python整数（int）/浮点数（float）
   • JSON布尔值（true/false）→ Python布尔值（True/False）
   • JSON空值（null）→ Python None

示例演示

假设有一个名为data.json的文件，内容如下：

{
    "name": "张三",
    "age": 25,
    "is_student": false,
    "courses": ["Python", "JavaScript"],
    "address": {
        "city": "北京",
        "district": "海淀区"
    },
    "scores": null
}

通过以下代码读取并解析该文件：

import json
with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as f:
    data = json.load(f)
print(data)
print(type(data))  # 输出：<class 'dict'>
print(data["name"])  # 输出：张三
print(data["courses"][0])  # 输出：Python
print(data["address"]["city"])  # 输出：北京

输出结果为：

{'name': '张三', 'age': 25, 'is_student': False, 'courses': ['Python', 'JavaScript'], 'address': {'city': '北京', 'district': '海淀区'}, 'scores': None}
<class 'dict'>
张三
Python
北京

进阶技巧：处理复杂场景与异常

读取JSON字符串而非文件：json.loads()

如果JSON数据已经以字符串形式存在（例如从API响应或用户输入获取），可以使用json.loads()（注意有个s，代表“string”）进行解析：

json_str = '{"name": "李四", "age": 30}'
data = json.loads(json_str)
print(data["name"])  # 输出：李四

处理文件路径异常：try-except与os.path

在实际开发中,JSON文件可能不存在或路径错误，需通过异常处理增强代码健壮性：

import json
import os
file_path = 'nonexistent.json'
try:
    if not os.path.exists(file_path):
        raise FileNotFoundError(f"文件 {file_path} 不存在")
    with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as f:
        data = json.load(f)
except FileNotFoundError as e:
    print(f"错误：{e}")
except json.JSONDecodeError as e:
    print(f"JSON解析错误：{e}")
except Exception as e:
    print(f"未知错误：{e}")

处理大文件：逐行读取与json.JSONDecoder

对于超大型JSON文件（如GB级别），直接使用json.load()可能导致内存不足，此时可采用逐行读取的方式，结合json.JSONDecoder流式解析：

import json
def read_large_json(file_path):
    decoder = json.JSONDecoder()
    buffer = ""
    with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as f:
        for line in f:
            buffer += line.strip()
            try:
                # 尝试解析buffer中的完整JSON对象
                while buffer:
                    data, idx = decoder.raw_decode(buffer)
                    yield data  # 生成一个JSON对象
                    buffer = buffer[idx:].lstrip()  # 移除已解析的部分
            except json.JSONDecodeError:
                continue  # 当前buffer不完整，继续读取下一行
# 示例：假设large_file.json每行是一个独立的JSON对象（如JSON Lines格式）
for obj in read_large_json('large_file.json'):
    print(obj)  # 逐个处理JSON对象

处理编码问题：encoding参数

如果JSON文件使用非UTF-8编码（如GBK），需在open()中指定正确的编码：

with open('data_gbk.json', 'r', encoding='gbk') as f:
    data = json.load(f)

自定义解析行为：object_hook与parse_float等

json.load()支持通过参数控制解析行为，

• object_hook：将解析出的字典转换为自定义对象（例如ORM模型）。
• parse_float：自定义浮点数解析方式（例如转换为decimal.Decimal）。

示例：使用object_hook转换为自定义类

import json
class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def __repr__(self):
        return f"Person(name={self.name}, age={self.age})"
def person_decoder(dct):
    if "name" in dct and "age" in dct:
        return Person(dct["name"], dct["age"])
    return dct
json_str = '{"name": "王五", "age": 28}'
data = json.loads(json_str, object_hook=person_decoder)
print(data)  # 输出：Person(name=王五, age=28)
print(type(data))  # 输出：<class '__main__.Person'>

常见问题与解决方案

问题：json.load()报错JSONDecodeError: Invalid control character at position

原因：JSON文件中包含不可见的控制字符（如换行符\n、制表符\t），且未正确转义。 解决：

• 检查文件内容,确保控制字符被转义（例如\n应写作\\n）。
• 使用json.tool命令行工具格式化JSON文件，修复语法错误：

  python -m json.tool data.json > formatted_data.json

问题：读取中文显示为乱码

原因：文件编码与open()的encoding参数不匹配（例如文件是UTF-8，但未指定encoding='utf-8'）。 解决：

• 使用文本编辑器（如VS Code、Sublime Text）检查文件编码，确保open()中指定的编码一致。

问题：JSON文件是数组，如何逐条处理？

示例文件（array.json）：

[
    {"id": 1, "name": "item1"},
    {"id": 2, "name": "item2"},
    {"id": 3, "name": "item3"}
]

代码：

import json
with open('array.json', 'r', encoding='utf-8') as f:
    data_list = json.load(f)  # 解析为列表
for item in data_list:
    print(f"ID: {item['id']}, Name: {item['name']}")

输出：

ID: 1, Name: item1
ID: 2, Name: item2
ID: 3, Name: item3

Python读取JSON文件的核心是json.load()函数，其操作流程简单明了：打开文件→读取并解析→转换为Python对象，通过结合异常处理、流式解析、自定义解码器等技巧，可以应对各种复杂场景（大文件、编码问题、自定义数据结构等），这些方法，不仅能高效处理JSON数据，还能为后续的数据分析、API交互等任务奠定坚实基础。

无论是初学者还是资深开发者,都