Работа со словарями json python

Формат данных JSON в Python

JSON (JavaScript Object Notation) это легковесный формат обмена данными. Людям его легко читать и вести в нем записи, а компьютеры запросто справляются с его синтаксическим анализом и генерацией.

JSON основан на языке программирования JavaScript. Но этот текстовый формат не зависит от языка и среди прочих может использоваться в Python и Perl. В основном его применяют для передачи данных между сервером и веб-приложением.

JSON построен на двух структурах:

• Набор пар «имя-значение». Они могут быть реализованы как объект, запись, словарь, хеш-таблица, список «ключей-значений» или ассоциативный массив.
• Упорядоченный список значений. Его реализуют в виде массива, вектора, списка или последовательности.

JSON в Python

В Python есть ряд пакетов, поддерживающих JSON, в частности metamagic.json, jyson, simplejson, Yajl-Py, ultrajson, и json. В этом руководстве мы будем использовать json, имеющий «родную» поддержку в Python. Для проверки данных JSON мы можем воспользоваться этим сайтом, предоставляющим JSON-линтер.

Ниже приведен пример записи JSON. Как видим, представление данных очень похоже на словари Python.

Конвертируем JSON в объекты Python

Вышеуказанную JSON-строку мы можем спарсить при помощи метода json.loads() из модуля json . В итоге получим словарь Python.

import json my_json_string = """< "article": [ < "id":"01", "language": "JSON", "edition": "first", "author": "Derrick Mwiti" >, < "id":"02", "language": "Python", "edition": "second", "author": "Derrick Mwiti" >], "blog":[ < "name": "Datacamp", "URL":"datacamp.com" >] > """ to_python = json.loads(my_json_string)

Конвертируем объекты Python в JSON

Используя json.dumps() , мы можем сконвертировать объекты Python в формат JSON.

blog = to_json= json.dumps(blog)

Теперь давайте сравним типы данных в Python и JSON.

Python	JSON
dict	Object
list	Array
tuple	Array
str	String
int	Number
float	Number
True	true
False	false
None	null

Ниже мы покажем, как сконвертировать некоторые объекты Python в типы данных JSON.

Кортеж Python — в массив JSON

tuple_example = 'Mango', 'Banana', 'Apple' print(json.dumps(tuple_example))

Список Python — в массив JSON

list_example = ["Mango", 1, 3, 6, "Oranges"] print(json.dumps(list_example))

Строка Python — в строку JSON

string_example = "This is a cool example." print(json.dumps(string_example))

Булевы значения Python — в булевы значения JSON

boolean_value = False print(json.dumps(boolean_value))

Запись в файл JSON

Модуль json позволяет также записывать данные JSON в файл. Такие файлы сохраняют с расширением .json .

Давайте посмотрим, как это сделать. Для этого воспользуемся функцией open() с параметром w , сигнализирующим о том, что мы хотим записать в файл.

my_json_string = """< "article": [ < "id":"01", "language": "JSON", "edition": "first", "author": "Derrick Mwiti" >, < "id":"02", "language": "Python", "edition": "second", "author": "Derrick Mwiti" >], "blog":[ < "name": "Datacamp", "URL":"datacamp.com" >] > """ with open('test_file.json', 'w') as file: json.dump(my_json_string, file)

Чтение файлов JSON

Теперь продемонстрируем, как прочитать только что созданный нами файл JSON. Для его загрузки вызовем json.load() .

with open('test_file.json', 'r') as j: json_data = json.load(j) print(json_data)

json.load vs json.loads

json.load используют для загрузки файла, а json.loads – для загрузки строки (loads расшифровывается как «load string»).

json.dump vs json.dumps

Аналогично, json.dump применяется, если нужно сохранить JSON в файл, а json.dumps (dump string) – если данные JSON нам нужны в виде строки для парсинга или вывода.

Работа с данными JSON в Data Science

Иногда при работе над проектами, связанными с data science, требуется загрузить данные в формате JSON. Библиотека для анализа данных Pandas предоставляет для этого функцию .read_json . Как только данные загружены, мы конвертируем их в объект dataframe при помощи атрибута pandas.DataFrame .

import pandas as pd data = pd.read_json("https://api.github.com/users") df = pd.DataFrame(data)

Ограничения имплементации

Процесс кодирования в JSON называется сериализацией, а декодирования – десериализацией. Некоторые реализации десериализаторов имеют ограничения на:

• размер принимаемых текстов JSON
• максимальный уровень вложенности объектов и массивов JSON
• диапазон точности чисел JSON
• содержание и максимальную длину строк JSON.

Впрочем, подобные ограничения связаны только с типами данных Python и работой самого интерпретатора Python.

Формат JSON в разработке API

Одно из важнейших применений JSON – для разработки API в веб-приложениях. Этот формат очень полезен, ведь позволяет коллегам-разработчикам строить систему на основе наших API, используя любой язык, поддерживающий JSON. А такой поддержкой обладают практически все современные языки. На простом примере покажем, как вернуть JSON при разработке приложения на Python с фреймворком Flask. Flask предоставляет для этого модуль jsonify .

from flask import jsonify @app.route('/_get_current_user') def get_current_user(): return jsonify(username=g.user.username, email=g.user.email, > Эта программа отправит в браузер что-то вроде следующего:

Заключение

В этом уроке мы сделали небольшое введение в особенности работы с JSON в Python. Рассмотрели использование различных методов из модуля json, таких как json.load и json.dumps . Кроме того, мы разобрали, как загрузить данные в формате JSON для работы в проектах data science и как возвращать JSON при разработке API. Узнать больше о модуле json можно на его официальной странице на сайте Python.

Источник

Работа с файлами в формате JSON#

JSON (JavaScript Object Notation) — это текстовый формат для хранения и обмена данными.

JSON по синтаксису очень похож на Python и достаточно удобен для восприятия.

Как и в случае с CSV, в Python есть модуль, который позволяет легко записывать и читать данные в формате JSON.

Чтение#

 "access": [ "switchport mode access", "switchport access vlan", "switchport nonegotiate", "spanning-tree portfast", "spanning-tree bpduguard enable" ], "trunk": [ "switchport trunk encapsulation dot1q", "switchport mode trunk", "switchport trunk native vlan 999", "switchport trunk allowed vlan" ] > 

Для чтения в модуле json есть два метода:

• json.load — метод считывает файл в формате JSON и возвращает объекты Python
• json.loads — метод считывает строку в формате JSON и возвращает объекты Python

json.load #

Чтение файла в формате JSON в объект Python (файл json_read_load.py):

import json with open('sw_templates.json') as f: templates = json.load(f) print(templates) for section, commands in templates.items(): print(section) print('\n'.join(commands)) 

$ python json_read_load.py access switchport mode access switchport access vlan switchport nonegotiate spanning-tree portfast spanning-tree bpduguard enable trunk switchport trunk encapsulation dot1q switchport mode trunk switchport trunk native vlan 999 switchport trunk allowed vlan

json.loads #

Считывание строки в формате JSON в объект Python (файл json_read_loads.py):

import json with open('sw_templates.json') as f: file_content = f.read() templates = json.loads(file_content) print(templates) for section, commands in templates.items(): print(section) print('\n'.join(commands)) 

Результат будет аналогичен предыдущему выводу.

Запись#

Запись файла в формате JSON также осуществляется достаточно легко.

Для записи информации в формате JSON в модуле json также два метода:

• json.dump — метод записывает объект Python в файл в формате JSON
• json.dumps — метод возвращает строку в формате JSON

json.dumps #

Преобразование объекта в строку в формате JSON (json_write_dumps.py):

import json trunk_template = [ 'switchport trunk encapsulation dot1q', 'switchport mode trunk', 'switchport trunk native vlan 999', 'switchport trunk allowed vlan' ] access_template = [ 'switchport mode access', 'switchport access vlan', 'switchport nonegotiate', 'spanning-tree portfast', 'spanning-tree bpduguard enable' ] to_json = 'trunk': trunk_template, 'access': access_template> with open('sw_templates.json', 'w') as f: f.write(json.dumps(to_json)) with open('sw_templates.json') as f: print(f.read()) 

Метод json.dumps подходит для ситуаций, когда надо вернуть строку в формате JSON. Например, чтобы передать ее API.

json.dump #

Запись объекта Python в файл в формате JSON (файл json_write_dump.py):

import json trunk_template = [ 'switchport trunk encapsulation dot1q', 'switchport mode trunk', 'switchport trunk native vlan 999', 'switchport trunk allowed vlan' ] access_template = [ 'switchport mode access', 'switchport access vlan', 'switchport nonegotiate', 'spanning-tree portfast', 'spanning-tree bpduguard enable' ] to_json = 'trunk': trunk_template, 'access': access_template> with open('sw_templates.json', 'w') as f: json.dump(to_json, f) with open('sw_templates.json') as f: print(f.read()) 

Когда нужно записать информацию в формате JSON в файл, лучше использовать метод dump.

Дополнительные параметры методов записи#

Методам dump и dumps можно передавать дополнительные параметры для управления форматом вывода.

По умолчанию эти методы записывают информацию в компактном представлении. Как правило, когда данные используются другими программами, визуальное представление данных не важно. Если же данные в файле нужно будет считать человеку, такой формат не очень удобно воспринимать.

К счастью, модуль json позволяет управлять подобными вещами.

Передав дополнительные параметры методу dump (или методу dumps), можно получить более удобный для чтения вывод (файл json_write_indent.py):

import json trunk_template = [ 'switchport trunk encapsulation dot1q', 'switchport mode trunk', 'switchport trunk native vlan 999', 'switchport trunk allowed vlan' ] access_template = [ 'switchport mode access', 'switchport access vlan', 'switchport nonegotiate', 'spanning-tree portfast', 'spanning-tree bpduguard enable' ] to_json = 'trunk': trunk_template, 'access': access_template> with open('sw_templates.json', 'w') as f: json.dump(to_json, f, sort_keys=True, indent=2) with open('sw_templates.json') as f: print(f.read()) 

Теперь содержимое файла sw_templates.json выглядит так:

 "access": [ "switchport mode access", "switchport access vlan", "switchport nonegotiate", "spanning-tree portfast", "spanning-tree bpduguard enable" ], "trunk": [ "switchport trunk encapsulation dot1q", "switchport mode trunk", "switchport trunk native vlan 999", "switchport trunk allowed vlan" ] > 

Изменение типа данных#

Еще один важный аспект преобразования данных в формат JSON: данные не всегда будут того же типа, что исходные данные в Python.

Например, кортежи при записи в JSON превращаются в списки:

In [1]: import json In [2]: trunk_template = ('switchport trunk encapsulation dot1q', . 'switchport mode trunk', . 'switchport trunk native vlan 999', . 'switchport trunk allowed vlan') In [3]: print(type(trunk_template)) In [4]: with open('trunk_template.json', 'w') as f: . json.dump(trunk_template, f, sort_keys=True, indent=2) . In [5]: cat trunk_template.json [ "switchport trunk encapsulation dot1q", "switchport mode trunk", "switchport trunk native vlan 999", "switchport trunk allowed vlan" ] In [6]: templates = json.load(open('trunk_template.json')) In [7]: type(templates) Out[7]: list In [8]: print(templates) ['switchport trunk encapsulation dot1q', 'switchport mode trunk', 'switchport trunk native vlan 999', 'switchport trunk allowed vlan']

Так происходит из-за того, что в JSON используются другие типы данных и не для всех типов данных Python есть соответствия.

Таблица конвертации данных Python в JSON:

Источник