Как сделать файл json
Обновлено: 04.07.2024
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¶
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):
Вывод будет таким:
json.loads ¶
Считывание строки в формате JSON в объект Python (файл json_read_loads.py):
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):
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):
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):
Теперь содержимое файла sw_templates.json выглядит так:
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:
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:
| Python | JSON |
|---|---|
| dict | object |
| list, tuple | array |
| str | string |
| int, float | number |
| True | true |
| False | false |
| None | null |
Таблица конвертации JSON в данные Python:
| JSON | Python |
|---|---|
| object | dict |
| array | list |
| string | str |
| number (int) | int |
| number (real) | float |
| true | True |
| false | False |
| null | None |
Ограничение по типам данных¶
В формат JSON нельзя записать словарь, у которого ключи - кортежи:
С помощью дополнительного параметра можно игнорировать подобные ключи:
Кроме того, в JSON ключами словаря могут быть только строки. Но, если в словаре Python использовались числа, ошибки не будет. Вместо этого выполнится конвертация чисел в строки:
JSON является очень важной составляющей front-end программирования, так как от него напрямую зависит стабильность и оперативность обмена данными в современном интернете. Поэтому знание этого формата по праву считают обязательным навыком любого веб-разработчика. При этом у некоторых начинающих (и не только программистов) возникают сложности с пониманием сути и принципа действия этого инструмента.
В нашей новой статье мы расскажем о том, что такое JSON, каков его синтаксис, структура, типы значений и способы хранения данных, а также зачем нужен JSON и чем он отличается от другого популярного формата XML.
JSON – это что?
JSON (JavaScript Object Notation) – это текстовый формат, предназначенный для хранения структурированных данных. Он был создан американским программистом Дугласом Крокфордом на базе JavaScript, но при этом он не привязан к нему и является независимым. JSON легко сочетается с любой современной средой программирования, в частности, код для введения и обработки данных в этом формате присутствует в языках PHP, Python, Java и Ruby.
Файлы JSON имеют одноименное расширение .json, также этот формат может быть представлен в других типах файлов (например, .html), отображаясь в виде JSON-строки или объекта. Важной особенностью стандарта является то, что строка JSON выглядит как обычный текст, который легко читается человеком – как и в случае с любыми другими текстовыми форматами.программистом Дугласом Крокфордом
Принцип действия JSON. Зачем он нужен?
Формат JSON используется для упорядоченного хранения данных в процессе их обмена между веб-браузером или клиентской частью приложения и сервером или между разными серверами. Более того, благодаря текстовому виду строки, данные JSON можно легко передавать через любые другие каналы обмена информацией в интернете. Для получения доступа к содержащимся в нем данным файл .json должен быть превращен в объект JavaScript, для чего в этом языке имеются соответствующие методы преобразования.
Теперь опишем принцип действия этого инструмента на реальном примере. Например, есть определенное веб-приложение, которое хранит и обрабатывает данные своих пользователей: текстовый редактор, почтовый сервис или что угодно. Без JSON эти сведения довольно неудобно хранить: они будут недоступны при заходе с другого браузера/устройства (в случае хранения в памяти браузера) или же их вообще нужно вписывать вручную (в случае хранения прямо внутри документа).
Я начал часто подмечать, что большинство разработчиков умеют работать с JSON на поверхностном уровне или просто слышали про него, но четкого определения и понимания его сути мало кто знает. Хотя это знание является необходимым для каждого разработчика в сфере front-end, да и не только.
👉Мой Твиттер — там много из мира фронтенда, да и вообще поговорим🖖. Подписывайтесь, будет интересно: ) ✈️
JSON это сокращение от JavaScript Object Notation — формата передачи данных. Как можно понять из названия, JSON произошел из JavaScript, но он доступен для использования на многих других языках, включая Python, Ruby, PHP и Java, в англоязычным странах его в основном произносят как Jason, то есть как имя ДжЭйсон, в русскоязычных странах ударение преимущественно ставится на “о” — ДжисОн.
Сам по себе JSON использует расширение .json . Когда же он определяется в других файловых форматах, как .html , он появляется в кавычках как JSON строка или может быть объектом, назначенным на переменную. Такой формат легко передавать между сервером и клиентской частью, ну или браузером.
Легкочитаемый и компактный, JSON представляет собой хорошую альтернативу XML и требует куда меньше форматирования контента. Это информативное руководство поможет вам быстрее разобраться с данными, которые вы можете использовать с JSON и основной структурой с синтаксисом этого же формата.
Объект JSON это формат данных — ключ-значение, который обычно рендерится в фигурных скобках. Когда вы работаете с JSON, то вы скорее всего видите JSON объекты в .json файле, но они также могут быть и как JSON объект или строка уже в контексте самой программы.
Вот так выглядит JSON объект:
Хоть это и короткий пример, и JSON мог бы быть гораздо больше, он показывает то, что этот формат указывается двумя фигурными скобками, которые выглядят так < >, а данные в формате ключ-значние уже находятся между ними. Большинство используемых данных в JSON, заключаются в JSON объекты.
Пары ключ-значние разделены двоеточием, как например тут "key" : "value" . Каждая пара значений разделена двоеточием, таким образом середина JSON выглядит так: "key" : "value" , "key" : "value" , "key" : "value" . В нашем примере выше, первая пара ключевых значений это "first_name" : "Sammy" .
Ключи в JSON находятся с левой стороны от двоеточия. Их нужно оборачивать в скобки, как с "key" и это может быть любая строка. В каждом объекте, ключи должны быть уникальными. Такие ключевые строки могут содержать пробелы, как в "first_name" , но такой подход может усложнить получение доступа к ним во время процесса разработки, так что лучшим вариантом в таких случаях будет использование нижнего подчеркивания, как сделано тут "first_name" .
JSON значения находятся с правой стороны от двоеточия. Если быть точным, то им нужно быть одним из шести типов данных: строкой, числом, объектом, массивом, булевым значением или null .
На более широком уровне, значения могут также состоять их сложных типов данных, таких как JSON объект или массив. Об этом мы расскажем чуть позже.
Каждый тип данных, который передается как значения в JSON будет поддерживать свой собственный синтаксис, так что строки будут в кавычках, а цифры нет.
Хоть в .json файлах мы обычно видим формат нескольких строк, JSON также может быть написан в одну сплошную строку.
Такой подход наиболее распространен в файлах других форматов или при работе с JSON строкой.
Очень важно помнить то, что хоть они и похожи визуально, объекты JSON не имеют тот же формат, как объекты JavaScript, так образом, хоть вы и можете использовать функции внутри JavaScript объектов, вы не можете использовать их как значения в JSON. Самым важным свойством JSON является то, что он может без труда передаваться между языками программирования в формате, который понимают практически все из них. JavaScript объекты могут работать только напрямую через JavaScript.
Пока что мы видели JSON в самых простых случаях, но он может стать иерархичным и сложным, включая в себя вложенные объекты и массивы. Сейчас мы пройдемся по более сложному примеру JSON.
JSON может содержать другие вложенные объекты в JSON, в дополнение к вложенным массивам. Такие объекты и массивы будут передаваться, как значения назначенные ключам и будут представлять собой связку ключ-значение.
Вложенные объекты
В файле users.json , для каждого из четырех пользователей ( "sammy" , "jesse" , "drew" , "jamie" ) есть вложенный JSON объект, передающий значения для каждого из пользователей, со своими собственными вложенными ключами "username" и "location" . Первый вложенный JSON объект подсвечен ниже:
В примере выше, фигурные скобки везде используются для формирования вложенного JSON объекта с ассоциированными именами пользователей и данными локаций для каждого из них. Как и с любым другим значением, используя объекты, двоеточие используется для разделения элементов.
Вложенные массивы
Данные также могут быть вложены в формате JSON, используя JavaScript массивы, которые передаются как значения. JavaScript использует квадратные скобки [ ] для формирования массива. Массивы по своей сути — это упорядоченные коллекции и могут включать в себя значения совершенно разных типов данных.
Мы можем использовать массив при работе с большим количеством данных, которые могут быть легко сгруппированны вместе, как например, если есть несколько разных сайтов и профайлов в социальных сетях ассоциированных с одним пользователем.
В этом примере, первый вложенный массив подсвечен:
Ключи "websites" и "social_media" используют массив для вложения информации о сайтах пользователя и профайлов в социальных сетях. Мы знаем, что это массивы — из-за квадратных скобок.
Использование вложенности в нашем JSON формате позволяет нам работать с наиболее сложными и иерархичными данными.
XML расшифровывается как eXtensible Markup Language. Это способ хранения данных, которые могут быть прочитаны как людьми, так и машинами. Формат XML доступен для использования во многих языках программирования.
Во многих случаях, XML очень схож с JSON, но он требует больше писанины, таким образом становясь длиннее и потребляя больше времени для чтения и записи. XML должен быть спарсен с XML парсером, но JSON может быть спарсен стандартным функционалом. Так же, в отличие от JSON, XML не может использовать массивы.
Мы посмотрим на пример XML формата и затем сравним его рендер в JSON.
А вот это уже формат JSON:
Тут мы видим, что JSON более компактный и не требует тегов закрытия как в XML. Более того, XML не может использовать массивы, как в примере с JSON.
Если вы знакомы с HTML, то вы подметите то, что XML выглядит похожим на теги. Хоть JSON компактнее и требует меньше писанины, чем XML, а также быстрее в использовании для многих ситуациях, включая AJAX, вам понадобится понять тип проекта над которым вы работаете, перед принятием решения — какую структуру данных использовать.
JSON это нейтральный формат для использования и он имеет множество имплементаций для использования во многих языках програмирования. Вы можете увидеть полный список поддерживаемых языков на “Introducing JSON”
JSON это легкий формат, который позволяет вам легко делиться, хранить и работать с данными. Как формат, JSON переживает растущую поддержку API, включая и Twitter API.
Так как вы скорее всего не будете создавать ваши собственные .json файлы, но будете получать их из других источников, то становится очень важным меньше думать о самой JSON структуре и больше о том, как лучше его применять в ваших программах.
Сразу после появления, JSON быстро стал де факто стандартом обмена информации. Вероятно вы здесь из-за того, что вы хотите переместить данные из одного места в другое. Возможно вы получаете данные через API, или храните их в документной базе данных. Так или иначе, вы заинтересовались JSON, и вам нужно пользоваться им через Python.
Содержание
К счастью, это достаточно тривиальная задача, и как и с большинством тривиальных задач, Python делает все до омерзения простым.
Итак, используем ли мы JSON для хранения и обмена данными? Именно так. Это не более, чем стандартизированный формат, который используется сообществом для передачи данных. Помните, что JSON не является единственным доступным форматом для такой работы, XML и YAML наверное, единственные альтернативные способы, которые стоит упомянуть.
Подробнее про JSON
Не удивительно, что JavaScript Object Notation был вдохновен подмножеством языка программирования JavaScript, связанным с синтаксисом объектного литерала. У них есть отличный сайт, в котором все прекрасно объясняется. Не переживайте: JSON уже давно стал агностиком языка и существует как отдельный стандарт, по этому мы можем убрать JavaScript из этой дискуссии.
Есть вопросы по Python?
На нашем форуме вы можете задать любой вопрос и получить ответ от всего нашего сообщества!
Telegram Чат & Канал
Вступите в наш дружный чат по Python и начните общение с единомышленниками! Станьте частью большого сообщества!
Паблик VK
Одно из самых больших сообществ по Python в социальной сети ВК. Видео уроки и книги для вас!
В конечном счете, большая часть сообщества приняла JSON благодаря его простоте как для людей, так и для машин.
Смотрите, это JSON!
Структура JSON
Готовьтесь. Я собираюсь показать реальный пример JSON— такой же, какой вы встретите в реальной жизни. Это нормально, подразумевается что JSON является читаемым для любого, кто пользовался С-языками, а Python – это С-язык, так что мы говорим о вас!
Как видите, JSON поддерживает примитивные типы, такие как строки python и числа, а также вложенные списки и объекты.
Погодите, это выглядит как словарь Python, верно? На данный момент это достаточно универсальная нотация объектов, и не думаю что UON может так же легко отскакивать от зубов. Кстати, предлагайте альтернативы в комментариях!
НУ что же, вы пережили первый контакт с диким JSON. Теперь вам нужно научиться приручать его!
Python поддерживает JSON
Python содержит встроенный модуль под названием json для кодирования и декодирования данных JSON.
Просто импортируйте модуль в начале вашего файла:
Небольшой словарь
Естественно, десериализация — является противоположным процессом декодирования данных, которые хранятся или направлены в стандарт JSON.
Звучит как много технических терминов. Определенно. Но в реальности, все, о чем мы сейчас говорим — это чтение и написание. Представьте это следующим образом: кодирование это запись данных на диск, в то время как декодирование — это чтение данных в памяти.
Сериализация JSON
Что происходит после того, как компьютер обрабатывает большие объемы информации? Ему нужно принять дамп данных. Соответственно, модуль json предоставляет метод dump() для записи данных в файлы. Также есть метод dumps() для записей в строку Python.
Простые объекты Python переводятся в JSON согласно с весьма интуитивной конверсией.
| Python | JSON |
| dict | object |
| list, tuple | array |
| str | string |
| int, long, float | number |
| True | true |
| False | false |
| None | null |
Пример сериализации JSON Python
Представьте, что вы работаете с объектом Python в памяти, который выглядит следующим образом:
Сохранить эту информацию на диск — критично, так что ваша задача — записать на файл.
Используя контекстный менеджер Python, вы можете создать файл под названием data_file.json и открыть его в режиме write (файлы JSON имеют расширение .json).
Обратите внимание на то, что dump() принимает два позиционных аргумента: (1) объект данных, который сериализуется и (2), файловый объект, в который будут вписаны байты.
Или, если вы склонны продолжать использовать эти сериалзированные данные JSON в вашей программе, вы можете работать как со строкой.
Обратите внимание, что файловый объект является пустым, так как вы на самом деле не выполняете запись на диск. Кроме того, dumps() аналогичен dump().
Ура! У вас получился малыш JSON и вы можете выпустить его в реальный мир, чтобы он вырос большим и сильным.
Несколько полезных аргументов
Помните, что JSON создан таким образом, чтобы быть читаемым для людей. Но читаемого синтаксиса недостаточно, если все слеплено вместе. Кроме этого, ваш стиль программирования скорее всего отличается от моего, и вам будет проще читать код, если он отформатирован по вашему вкусу.
Обратите внимание: Методы dump() и dumps() пользуются одними и теми же аргументами ключевых слов.
Первая опция, которую большинство людей хотят поменять, это пробел. Вы можете использовать аргумент indent для определения размера отступа вложенных структур. Ощутите разницу лично, используя данные, упомянутые выше и выполните следующие команды в консоли:
Есть и другие аргументы, такие как sort_keys, но я не имею понятия, что он делает. Вы можете найти полный список в документации, если вам интересно.
Десериализация JSON
Отлично, похоже вам удалось поймать экземпляр дикого JSON! Теперь нам нужно предать ему форму. В модуле json вы найдете load() и loads() для превращения кодированных данных JSON в объекты Python.
Как и сериализация, есть простая таблица конверсии для десериализации, так что вы можете иметь представление о том, как все выглядит.
| JSON | Python |
| object | dict |
| array | list |
| string | str |
| number (int) | int |
| number (real) | float |
| true | True |
| false | False |
| null | None |
Технически, эта конверсия не является идеальной инверсией таблицы сериализации. По сути, это значит что если вы кодируете объект сейчас, а затем декодируете его в будущем, вы можете не получить тот же объект назад. Я представляю это как своего рода телепортацию: мои молекулы распадаются в точке А и собираются в точке Б. Буду ли я тем же самым человеком?
В реальности, это как попросить одного друга перевести что-нибудь на японский, а потом попросить другого друга перевести это обратно на русский. В любом случае, самым простым примером будет кодировать кортеж и получить назад список после декодирования, вот так:
Читайте также: