19.2. json — JSON 编码器和解码器 — Python 文档

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19.2. json — JSON 编码器和解码器

源代码： :source:`Lib/json/__init__.py`


JSON（JavaScript 对象表示法），由 RFC 7159（废弃 RFC 4627）和[ X136X]ECMA-404 是一种轻量级数据交换格式，其灵感来自 JavaScript 对象字面量语法（尽管它不是 JavaScript 1 的严格子集）。

json 公开了标准库 marshal 和 pickle 模块的用户熟悉的 API。

编码基本的 Python 对象层次结构： 

>>> import json
>>> json.dumps(['foo', {'bar': ('baz', None, 1.0, 2)}])
'["foo", {"bar": ["baz", null, 1.0, 2]}]'
>>> print(json.dumps("\"foo\bar"))
"\"foo\bar"
>>> print(json.dumps('\u1234'))
"\u1234"
>>> print(json.dumps('\\'))
"\\"
>>> print(json.dumps({"c": 0, "b": 0, "a": 0}, sort_keys=True))
{"a": 0, "b": 0, "c": 0}
>>> from io import StringIO
>>> io = StringIO()
>>> json.dump(['streaming API'], io)
>>> io.getvalue()
'["streaming API"]'

紧凑编码： 

>>> import json
>>> json.dumps([1, 2, 3, {'4': 5, '6': 7}], separators=(',', ':'))
'[1,2,3,{"4":5,"6":7}]'

漂亮的印刷： 

>>> import json
>>> print(json.dumps({'4': 5, '6': 7}, sort_keys=True, indent=4))
{
    "4": 5,
    "6": 7
}

解码JSON： 

>>> import json
>>> json.loads('["foo", {"bar":["baz", null, 1.0, 2]}]')
['foo', {'bar': ['baz', None, 1.0, 2]}]
>>> json.loads('"\\"foo\\bar"')
'"foo\x08ar'
>>> from io import StringIO
>>> io = StringIO('["streaming API"]')
>>> json.load(io)
['streaming API']

专门的 JSON 对象解码： 

>>> import json
>>> def as_complex(dct):
...     if '__complex__' in dct:
...         return complex(dct['real'], dct['imag'])
...     return dct
...
>>> json.loads('{"__complex__": true, "real": 1, "imag": 2}',
...     object_hook=as_complex)
(1+2j)
>>> import decimal
>>> json.loads('1.1', parse_float=decimal.Decimal)
Decimal('1.1')

扩展 JSONEncoder： 

>>> import json
>>> class ComplexEncoder(json.JSONEncoder):
...     def default(self, obj):
...         if isinstance(obj, complex):
...             return [obj.real, obj.imag]
...         # Let the base class default method raise the TypeError
...         return json.JSONEncoder.default(self, obj)
...
>>> json.dumps(2 + 1j, cls=ComplexEncoder)
'[2.0, 1.0]'
>>> ComplexEncoder().encode(2 + 1j)
'[2.0, 1.0]'
>>> list(ComplexEncoder().iterencode(2 + 1j))
['[2.0', ', 1.0', ']']

使用 shell 中的 json.tool 来验证和漂亮打印： 

$ echo '{"json":"obj"}' | python -m json.tool
{
    "json": "obj"
}
$ echo '{1.2:3.4}' | python -m json.tool
Expecting property name enclosed in double quotes: line 1 column 2 (char 1)

有关详细文档，请参阅 命令行界面 。

笔记

JSON 是 YAML 1.2 的子集。 此模块的默认设置（特别是默认的 separators 值）生成的 JSON 也是 YAML 1.0 和 1.1 的子集。 因此，该模块也可以用作 YAML 序列化程序。


19.2.1. 基本用法

json.dump(obj, fp, *, skipkeys=False, ensure_ascii=True, check_circular=True, allow_nan=True, cls=None, indent=None, separators=None, default=None, sort_keys=False, **kw)

使用此 转换表将 obj 作为 JSON 格式的流序列化为 fp（一个 .write()-支持 类文件对象 ）[ X147X]。

如果 skipkeys 为真（默认值：False），则 dict 键不是基本类型 (str, int, ]float, bool, None) 将被跳过而不是引发 TypeError。

json 模块总是产生 str 对象，而不是 bytes 对象。 因此，fp.write() 必须支持 [X34X]str 输入。

如果 ensure_ascii 为真（默认值），则输出保证所有传入的非 ASCII 字符都被转义。 如果 ensure_ascii 为假，这些字符将按原样输出。

如果 check_circular 为 false（默认值：True），则将跳过容器类型的循环引用检查，循环引用将导致 OverflowError（或更糟）。

如果 allow_nan 为 false（默认值：True），那么序列化超出范围 float 值（nan、inf、-inf) 严格遵守 JSON 规范。 如果 allow_nan 为真，则将使用它们的 JavaScript 等效项（NaN、Infinity、-Infinity）。

如果 indent 是非负整数或字符串，则 JSON 数组元素和对象成员将使用该缩进级别进行漂亮打印。 缩进级别 0、负数或 "" 只会插入换行符。 None（默认）选择最紧凑的表示。 使用正整数缩进每级缩进多少个空格。 如果 indent 是一个字符串（例如 "\t"），则该字符串用于缩进每个级别。

在 3.2 版中更改： 除了整数外，还允许 缩进 的字符串。

如果指定，separators 应该是一个 (item_separator, key_separator) 元组。 如果 indent 为 None，否则默认为 (', ', ': ')，否则为 (',', ': ')。 要获得最紧凑的 JSON 表示，您应该指定 (',', ':') 以消除空格。

3.4 版更改： 如果 indent 不是 None，则默认使用 (',', ': ')。

如果指定，default 应该是一个函数，该函数为无法序列化的对象调用。 它应该返回对象的 JSON 可编码版本或引发 TypeError。 如果未指定，则会引发 TypeError。

如果 sort_keys 为真（默认值：False），则字典的输出将按键排序。

使用自定义 JSONEncoder 子类（例如 一种覆盖 default() 方法以序列化其他类型的方法），用 cls kwarg 指定它； 否则使用 JSONEncoder。

3.6 版更改： 所有可选参数现在都是 仅关键字 。

笔记

与 pickle 和 marshal 不同，JSON 不是框架协议，因此尝试使用相同的 fp 重复调用 dump() 来序列化多个对象 将导致无效的 JSON 文件。

json.dumps(obj, *, skipkeys=False, ensure_ascii=True, check_circular=True, allow_nan=True, cls=None, indent=None, separators=None, default=None, sort_keys=False, **kw)

使用此 转换表 将 obj 序列化为 JSON 格式的 str。 这些参数的含义与 dump() 中的含义相同。

笔记

JSON 的键/值对中的键始终是 str 类型。 当字典转换为 JSON 时，字典的所有键都被强制转换为字符串。 因此，如果将字典转换为 JSON，然后再转换回字典，则该字典可能不等于原始字典。 也就是说，如果 x 具有非字符串键，则为 loads(dumps(x)) != x。

json.load(fp, *, cls=None, object_hook=None, parse_float=None, parse_int=None, parse_constant=None, object_pairs_hook=None, **kw)

使用此 转换将 fp（支持 .read() 的 文本文件 或 二进制文件 包含一个 JSON 文档）反序列化为 Python 对象表。

object_hook 是一个可选函数，将使用任何对象文字解码的结果（dict）调用。 将使用 object_hook 的返回值代替 dict。 此功能可用于实现自定义解码器（例如 JSON-RPC 类提示）。

object_pairs_hook 是一个可选函数，它将使用任何对象字面量的结果被调用，该结果是用有序的对列表解码的。 将使用 object_pairs_hook 的返回值代替 dict。 此功能可用于实现依赖于键值对解码顺序的自定义解码器（例如，collections.OrderedDict() 将记住插入的顺序）。 如果还定义了 object_hook，则 object_pairs_hook 优先。

3.1 版更改： 添加了对 object_pairs_hook 的支持。

parse_float，如果指定，将使用每个要解码的 JSON 浮点数的字符串调用。 默认情况下，这相当于 float(num_str)。 这可用于为 JSON 浮点数使用另一种数据类型或解析器（例如 十进制。十进制）。

parse_int，如果指定，将使用每个要解码的 JSON int 的字符串调用。 默认情况下，这相当于 int(num_str)。 这可用于对 JSON 整数使用另一种数据类型或解析器（例如 浮动）。

parse_constant，如果指定，将使用以下字符串之一调用：'-Infinity'、'Infinity'、'NaN'。 如果遇到无效的 JSON 数字，这可用于引发异常。

3.1 版更改：parse_constant 不再在 'null'、'true'、'false' 上调用。

要使用自定义 JSONDecoder 子类，请使用 cls kwarg 指定它； 否则使用 JSONDecoder。 额外的关键字参数将传递给类的构造函数。

如果反序列化的数据不是有效的 JSON 文档，则会引发 JSONDecodeError。

3.6 版更改： 所有可选参数现在都是 仅关键字 。

在 3.6 版更改：fp 现在可以是 二进制文件 。 输入编码应为 UTF-8、UTF-16 或 UTF-32。

json.loads(s, *, encoding=None, cls=None, object_hook=None, parse_float=None, parse_int=None, parse_constant=None, object_pairs_hook=None, **kw)

使用此 转换表将 s（包含 JSON 文档的 str、bytes 或 bytearray 实例）反序列化为 Python 对象。

其他参数与 load() 中的含义相同，除了 encoding 被忽略和弃用。

如果反序列化的数据不是有效的 JSON 文档，则会引发 JSONDecodeError。

在 3.6 版更改：s 现在可以是 bytes 或 bytearray 类型。 输入编码应为 UTF-8、UTF-16 或 UTF-32。


19.2.2. 编码器和解码器

class json.JSONDecoder(*, object_hook=None, parse_float=None, parse_int=None, parse_constant=None, strict=True, object_pairs_hook=None)

简单的 JSON 解码器。

默认情况下在解码中执行以下翻译：

JSON

Python

目的

字典

大批

列表

细绳

字符串

数字（整数）

整数

数量（实数）

漂浮

真的

真的

错误的

错误的

无效的

没有任何

它还将 NaN、Infinity 和 -Infinity 理解为它们对应的 float 值，这在 JSON 规范之外。

object_hook，如果指定，将使用解码的每个 JSON 对象的结果调用，其返回值将用于代替给定的 dict。 这可用于提供自定义反序列化（例如 以支持 JSON-RPC 类提示）。

object_pairs_hook，如果指定，将使用每个 JSON 对象的结果进行调用，这些 JSON 对象是用有序的对列表解码的。 将使用 object_pairs_hook 的返回值代替 dict。 此功能可用于实现依赖于键值对解码顺序的自定义解码器（例如，collections.OrderedDict() 将记住插入的顺序）。 如果还定义了 object_hook，则 object_pairs_hook 优先。

3.1 版更改： 添加了对 object_pairs_hook 的支持。

parse_float，如果指定，将使用每个要解码的 JSON 浮点数的字符串调用。 默认情况下，这相当于 float(num_str)。 这可用于为 JSON 浮点数使用另一种数据类型或解析器（例如 十进制。十进制）。

parse_int，如果指定，将使用每个要解码的 JSON int 的字符串调用。 默认情况下，这相当于 int(num_str)。 这可用于对 JSON 整数使用另一种数据类型或解析器（例如 浮动）。

parse_constant，如果指定，将使用以下字符串之一调用：'-Infinity'、'Infinity'、'NaN'。 如果遇到无效的 JSON 数字，这可用于引发异常。

如果 strict 为 false（True 是默认值），则字符串中将允许使用控制字符。 本上下文中的控制字符是字符代码在 0-31 范围内的字符，包括 '\t'（制表符）、'\n'、'\r' 和 '\0'。

如果反序列化的数据不是有效的 JSON 文档，则会引发 JSONDecodeError。

3.6 版更改： 所有参数现在都是 仅关键字 。

decode(s)

返回 s（包含 JSON 文档的 str 实例）的 Python 表示。

如果给定的 JSON 文档无效，将引发 JSONDecodeError。

raw_decode(s)

从 s（以 JSON 文档开头的 str）解码 JSON 文档，并返回 Python 表示的 2 元组和 s 中的索引，其中文件结束。

这可用于从末尾可能包含无关数据的字符串解码 JSON 文档。

class json.JSONEncoder(*, skipkeys=False, ensure_ascii=True, check_circular=True, allow_nan=True, sort_keys=False, indent=None, separators=None, default=None)

用于 Python 数据结构的可扩展 JSON 编码器。

默认支持以下对象和类型：

Python

JSON

字典

目的

列表，元组

大批

字符串

细绳

int、float、int 和 float 派生的枚举

数字

真的

真的

错误的

错误的

没有任何

无效的

3.4 版更改： 添加了对 int 和 float 派生 Enum 类的支持。

为了扩展它以识别其他对象，子类化并使用另一个方法实现 default() 方法，如果可能，该方法返回 o 的可序列化对象，否则它应该调用超类实现（引发 类型错误 ）。

如果 skipkeys 为 false（默认值），则尝试编码不是 str、int 的键是 TypeError， 浮动或None。 如果 skipkeys 为真，则简单地跳过此类项目。

如果 ensure_ascii 为真（默认值），则输出保证所有传入的非 ASCII 字符都被转义。 如果 ensure_ascii 为假，这些字符将按原样输出。

如果 check_circular 为 true（默认值），则在编码期间将检查列表、字典和自定义编码对象的循环引用，以防止无限递归（这会导致 OverflowError） . 否则，不会进行此类检查。

如果 allow_nan 为 true（默认值），则 NaN、Infinity 和 -Infinity 将被编码为这样。 此行为不符合 JSON 规范，但与大多数基于 JavaScript 的编码器和解码器一致。 否则，编码此类浮点数将是 ValueError。

如果 sort_keys 为真（默认：False），则字典的输出将按键排序； 这对于回归测试很有用，以确保可以每天比较 JSON 序列化。

如果 indent 是非负整数或字符串，则 JSON 数组元素和对象成员将使用该缩进级别进行漂亮打印。 缩进级别 0、负数或 "" 只会插入换行符。 None（默认）选择最紧凑的表示。 使用正整数缩进每级缩进多少个空格。 如果 indent 是一个字符串（例如 "\t"），则该字符串用于缩进每个级别。

在 3.2 版中更改： 除了整数外，还允许 缩进 的字符串。

如果指定，separators 应该是一个 (item_separator, key_separator) 元组。 如果 indent 为 None，否则默认为 (', ', ': ')，否则为 (',', ': ')。 要获得最紧凑的 JSON 表示，您应该指定 (',', ':') 以消除空格。

3.4 版更改： 如果 indent 不是 None，则默认使用 (',', ': ')。

如果指定，default 应该是一个函数，该函数为无法序列化的对象调用。 它应该返回对象的 JSON 可编码版本或引发 TypeError。 如果未指定，则会引发 TypeError。

3.6 版更改： 所有参数现在都是 仅关键字 。

default(o)

在子类中实现此方法，使其返回 o 的可序列化对象，或调用基本实现（引发 TypeError）。

例如，要支持任意迭代器，您可以像这样实现默认值：

def default(self, o):
   try:
       iterable = iter(o)
   except TypeError:
       pass
   else:
       return list(iterable)
   # Let the base class default method raise the TypeError
   return json.JSONEncoder.default(self, o)
encode(o)

返回 Python 数据结构的 JSON 字符串表示形式，o。 例如：

>>> json.JSONEncoder().encode({"foo": ["bar", "baz"]})
'{"foo": ["bar", "baz"]}'
iterencode(o)

对给定的对象 o 进行编码，并生成每个可用的字符串表示。 例如：

for chunk in json.JSONEncoder().iterencode(bigobject):
    mysocket.write(chunk)


19.2.3. 例外

exception json.JSONDecodeError(msg, doc, pos)

ValueError 的子类，具有以下附加属性：

msg

未格式化的错误消息。

doc

正在解析的 JSON 文档。

pos

doc 解析失败的起始索引。

lineno

对应于 pos 的行。

colno

对应于 pos 的列。

3.5 版中的新功能。


19.2.4. 标准合规性和互操作性

JSON 格式由 RFC 7159 和 ECMA-404 指定。 本节详细介绍了该模块与 RFC 的合规性级别。 为简单起见，不考虑 JSONEncoder 和 JSONDecoder 子类以及明确提到的参数以外的参数。

该模块不严格遵守 RFC，实现了一些有效的 JavaScript 但不是有效的 JSON 的扩展。 特别是：

  • 无限和 NaN 数值被接受并输出；
  • 接受对象内的重复名称，并且仅使用最后一个名称-值对的值。

由于 RFC 允许符合 RFC 的解析器接受不符合 RFC 的输入文本，因此该模块的解串器在默认设置下在技术上符合 RFC。

19.2.4.1. 字符编码

RFC 要求使用 UTF-8、UTF-16 或 UTF-32 表示 JSON，其中 UTF-8 是最大互操作性的推荐默认值。

根据 RFC 的允许，虽然不是必需的，但该模块的序列化程序默认设置 ensure_ascii=True，从而对输出进行转义，以便结果字符串仅包含 ASCII 字符。

除了 ensure_ascii 参数之外，这个模块是根据 Python 对象和 Unicode 字符串 之间的转换严格定义的，因此不直接解决字符编码问题。

RFC 禁止在 JSON 文本的开头添加字节顺序标记 (BOM)，并且此模块的序列化程序不会向其输出添加 BOM。 RFC 允许但不要求 JSON 反序列化器忽略其输入中的初始 BOM。 当存在初始 BOM 时，此模块的解串器会引发 ValueError。

RFC 没有明确禁止包含与有效 Unicode 字符不对应的字节序列的 JSON 字符串（例如 未配对的 UTF-16 代理），但它确实指出它们可能会导致互操作性问题。 默认情况下，此模块接受并输出（当存在于原始 str 中时）此类序列的代码点。


19.2.4.2. 无限和 NaN 数值

RFC 不允许表示无限或 NaN 数值。 尽管如此，默认情况下，该模块接受并输出 Infinity、-Infinity 和 NaN，就好像它们是有效的 JSON 数字文字值一样： 

>>> # Neither of these calls raises an exception, but the results are not valid JSON
>>> json.dumps(float('-inf'))
'-Infinity'
>>> json.dumps(float('nan'))
'NaN'
>>> # Same when deserializing
>>> json.loads('-Infinity')
-inf
>>> json.loads('NaN')
nan

在序列化程序中，allow_nan 参数可用于更改此行为。 在解串器中，parse_constant 参数可用于更改此行为。


19.2.4.3. 对象内的重复名称

RFC 指定 JSON 对象中的名称应该是唯一的，但没有强制要求如何处理 JSON 对象中的重复名称。 默认情况下，此模块不会引发异常； 相反，它会忽略给定名称的最后一个名称-值对以外的所有内容： 

>>> weird_json = '{"x": 1, "x": 2, "x": 3}'
>>> json.loads(weird_json)
{'x': 3}

object_pairs_hook 参数可用于更改此行为。


19.2.4.4. 顶级非对象、非数组值

由过时的 RFC 4627 指定的旧版本 JSON 要求 JSON 文本的顶级值必须是 JSON 对象或数组（Python dict ] 或 list)，并且不能是 JSON 空值、布尔值、数字或字符串值。 RFC 7159 删除了该限制，该模块没有也从未在其序列化器或解串器中实现该限制。

无论如何，为了获得最大的互操作性，您可能希望自己自愿遵守限制。


19.2.4.5. 实施限制

一些 JSON 反序列化器实现可能会在以下方面设置限制：

  • 接受的 JSON 文本的大小
  • JSON 对象和数组的最大嵌套级别
  • JSON 数字的范围和精度
  • JSON 字符串的内容和最大长度

除了相关 Python 数据类型本身或 Python 解释器本身的限制之外，该模块不会强加任何此类限制。

序列化为 JSON 时，请注意可能使用 JSON 的应用程序中的任何此类限制。 特别是，通常将 JSON 数字反序列化为 IEEE 754 双精度数字，因此受到该表示的范围和精度限制。 这在序列化极大量级的 Python int 值时，或在序列化“奇异”数字类型（如 decimal.Decimal）的实例时尤其重要。


19.2.5. 命令行界面

源代码： :source:`Lib/json/tool.py`


json.tool 模块提供了一个简单的命令行界面来验证和漂亮地打印 JSON 对象。

如果未指定可选的 infile 和 outfile 参数，将分别使用 sys.stdin 和 sys.stdout： 

$ echo '{"json": "obj"}' | python -m json.tool
{
    "json": "obj"
}
$ echo '{1.2:3.4}' | python -m json.tool
Expecting property name enclosed in double quotes: line 1 column 2 (char 1)

3.5 版更改： 输出现在与输入的顺序相同。 使用 --sort-keys 选项按键按字母顺序对字典的输出进行排序。


19.2.5.1. 命令行选项

infile

要验证或漂亮打印的 JSON 文件：

$ python -m json.tool mp_films.json
[
    {
        "title": "And Now for Something Completely Different",
        "year": 1971
    },
    {
        "title": "Monty Python and the Holy Grail",
        "year": 1975
    }
]

如果未指定 infile，则从 sys.stdin 读取。

outfile
将 infile 的输出写入给定的 outfile。 否则，将其写入 sys.stdout。
--sort-keys

按键按字母顺序对字典的输出进行排序。

3.5 版中的新功能。

-h, --help
显示帮助信息。

脚注

1
如 RFC 7159 勘误表中所述，JSON 允许字符串中的文字 U+2028 (LINE SEPARATOR) 和 U+2029 (PARAGRAPH SEPARATOR) 字符，而 JavaScript（从 ECMAScript Edition 5.1 开始）则不允许。



取自“https://cainiaojiaocheng.com/index.php?title=Python/docs/3.6/library/json&oldid=23688”
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