python怎么生成json

Python轻松生成JSON：从基础到实践**

在当今的软件开发中，JSON（JavaScript Object Notation）作为一种轻量级的数据交换格式，因其易于人阅读和编写，也易于机器解析和生成，而被广泛应用于Web应用、API接口配置文件等场景，Python作为一门功能强大且语法简洁的编程语言，提供了内置的模块来轻松处理JSON数据，本文将详细介绍如何使用Python生成JSON数据，从基础概念到实际应用,助你快速这一技能。

为什么选择JSON以及Python与JSON的天然契合性

JSON数据格式基于JavaScript编程语言的一个子集，但它是独立于语言的，几乎所有的现代编程语言都支持JSON的解析和生成，Python中的字典（dictionary）和列表（list）等数据结构在本质上与JSON的对象（object）和数组（array）非常相似,这使得Python成为处理JSON数据的理想选择。

核心工具：json模块

Python标准库中提供了一个名为json的模块，它包含了用于处理JSON数据的函数，要使用该模块,首先需要导入它：

import json

json模块提供了两个主要的函数用于将Python对象转换为JSON格式的字符串：

1. json.dumps()：将Python对象编码为JSON格式的字符串。dumps是 "dump string" 的缩写。
2. json.dump()：将Python对象编码为JSON格式，并直接写入文件对象（如打开的文件）。dump是 "dump to file" 的缩写。

本文主要聚焦于如何生成JSON字符串，即使用json.dumps()。

使用json.dumps()生成JSON字符串

json.dumps()函数可以将常见的Python数据类型转换为对应的JSON格式。

基本数据类型的转换

Python的基本数据类型与JSON类型的对应关系如下：

示例代码：

import json
# Python字典
python_dict = {
    "name": "李四",
    "age": 25,
    "is_student": False,
    "courses": ["数学", "物理", "化学"],
    "info": None
}
# 使用json.dumps()转换为JSON字符串
json_str = json.dumps(python_dict)
print("Python字典:")
print(python_dict)
print("\n生成的JSON字符串:")
print(json_str)

输出：

Python字典:
{'name': '李四', 'age': 25, 'is_student': False, 'courses': ['数学', '物理', '化学'], 'info': None}
生成的JSON字符串:
{"name": "李四", "age": 25, "is_student": false, "courses": ["数学", "物理", "化学"], "info": null}

可以看到，Python的False被转换为false，None被转换为null，列表被转换为数组,这完全符合JSON的规范。

格式化输出（美化JSON）

默认情况下，json.dumps()生成的JSON字符串是没有缩进的，如果数据结构复杂，阅读起来可能不太方便，我们可以使用indent参数来美化输出,使JSON字符串更具可读性。

示例代码：

import json
complex_data = {
    "users": [
        {"id": 1, "name": "王五", "roles": ["admin", "user"]},
        {"id": 2, "name": "赵六", "roles": ["user"]}
    ],
    "metadata": {
        "created_at": "2023-10-27T10:00:00Z",
        "version": "1.0"
    }
}
# 不缩进
json_str_no_indent = json.dumps(complex_data)
print("不缩进的JSON字符串:")
print(json_str_no_indent)
# 缩进4个空格
json_str_indented = json.dumps(complex_data, indent=4)
print("\n缩进4个空格的JSON字符串:")
print(json_str_indented)

输出：

不缩进的JSON字符串:
{"users": [{"id": 1, "name": "王五", "roles": ["admin", "user"]}, {"id": 2, "name": "赵六", "roles": ["user"]}], "metadata": {"created_at": "2023-10-27T10:00:00Z", "version": "1.0"}}
缩进4个空格的JSON字符串:
{
    "users": [
        {
            "id": 1,
            "name": "王五",
            "roles": [
                "admin",
                "user"
            ]
        },
        {
            "id": 2,
            "name": "赵六",
            "roles": [
                "user"
            ]
        }
    ],
    "metadata": {
        "created_at": "2023-10-27T10:00:00Z",
        "version": "1.0"
    }
}

处理中文编码问题

默认情况下，json.dumps()返回的JSON字符串中，非ASCII字符（如中文）会被转义，如果我们希望直接显示中文字符而不是其转义形式，可以设置ensure_ascii=False参数。

示例代码：

import json
data_with_chinese = {
    "greeting": "你好，世界！",
    "message": "欢迎使用Python生成JSON。"
}
# 默认ensure_ascii=True
json_str_ascii = json.dumps(data_with_chinese)
print("ensure_ascii=True (默认):")
print(json_str_ascii)
# 设置ensure_ascii=False
json_str_no_ascii = json.dumps(data_with_chinese, ensure_ascii=False, indent=2)
print("\nensure_ascii=False:")
print(json_str_no_ascii)

输出：

ensure_ascii=True (默认):
{"greeting": "\u4f60\u597d\uff0c\u4e16\u754c\uff01", "message": "\u6b22\u8fce\u4f7f\u7528Python\u751f\u6210JSON\u3002"}
ensure_ascii=False:
{
  "greeting": "你好，世界！",
  "message": "欢迎使用Python生成JSON。"
}

自定义JSON序列化（处理不可序列化的对象）

我们可能会遇到Python对象无法直接被json.dumps()序列化的情况，例如自定义的类实例、日期时间对象等，这时，我们可以通过default参数来指定一个自定义的序列化函数。

示例：序列化自定义对象

import json
from datetime import datetime
class User:
    def __init__(self, name, birth_date):
        self.name = name
        self.birth_date = birth_date  # datetime对象
def custom_serializer(obj):
    if isinstance(obj, User):
        return {
            "name": obj.name,
            "birth_date": obj.birth_date.isoformat()  # 将日期时间转换为ISO格式字符串
        }
    elif isinstance(obj, datetime):
        return obj.isoformat()
    raise TypeError(f"Object of type {obj.__class__.__name__} is not JSON serializable")
user = User("钱七", datetime(1990, 5, 15))
# 使用default参数
json_str_custom = json.dumps(user, default=custom_serializer, ensure_ascii=False, indent=2)
print("自定义对象序列化后的JSON:")
print(json_str_custom)

输出：

自定义对象序列化后的JSON:
{
  "name": "钱七",
  "birth_date": "1990-05-15T00:00:00"
}

将JSON数据直接写入文件（json.dump()）

如果我们需要将生成的JSON数据保存到文件中，使用json.dump()会更加方便，它可以直接将Python对象写入已打开的文件对象,无需手动进行字符串转换。

示例代码：

import json
data_to_save = {
    "product": "智能手机",
    "price": 4999,
    "in_stock": True
}
# 以写入模式打开文件 (如果文件不存在会创建)
with open("product.json", "w", encoding="utf-8")