json
--- JSON 编码器和解码器¶
源代码: Lib/json/__init__.py
JSON (JavaScript Object Notation),由 RFC 7159 (它取代了 RFC 4627) 和 ECMA-404 指定,是一个受 JavaScript 的对象字面值句法启发的轻量级数据交换格式,尽管它不仅仅是一个严格意义上的 JavaScript 的子集 [1]。
警告
在解析来自不受信任恶劣的 JSON 数据时要小心谨慎。 恶意的 JSON 字符串可能导致解码器消耗大量 CPU 和内存资源。 建议对要解析的数据大小进行限制。
json
提供了与标准库 marshal
和 pickle
相似的API接口。
对基本的 Python 对象层次结构进行编码:
>>> 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}]'
美化输出:
>>> import json
>>> print(json.dumps({'4': 5, '6': 7}, sort_keys=True, indent=4))
{
"4": 5,
"6": 7
}
JSON解码:
>>> 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']
特殊 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 super().default(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', ']']
从命令行使用 json.tool
来验证并美化输出:
$ 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)
详细文档请参见 命令行界面。
备注
JSON 是 YAML 1.2 的一个子集。 由该模块的默认设置所产生的 JSON(尤其是默认的 separators 值)也是 YAML 1.0 和 1.1 的一个子集。 因此该模块也能被用作 YAML 序列化器。
备注
这个模块的编码器和解码器默认保护输入和输出的顺序。仅当底层的容器未排序时才会失去顺序。
基本使用¶
- 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)¶
使用这个 转换表 将 obj 序列化为 JSON 格式化流形式的 fp (支持
.write()
的 file-like object)。如果 skipkeys 是 true (默认为
False
),那么那些不是基本对象(包括str
,int
、float
、bool
、None
)的字典的键会被跳过;否则引发一个TypeError
。json
模块始终产生str
对象而非bytes
对象。因此,fp.write()
必须支持str
输入。如果 ensure_ascii 是 true (即默认值),输出保证将所有输入的非 ASCII 字符转义。如果 ensure_ascii 是 false,这些字符会原样输出。
如果 check_circular 为假值 (默认值:
True
),那么容器类型的循环引用检查会被跳过并且循环引用会引发RecursionError
(或者更糟的情况)。如果 allow_nan 是 false(默认为
True
),那么在对严格 JSON 规格范围外的float
类型值(nan
、inf
和-inf
)进行序列化时会引发一个ValueError
。如果 allow_nan 是 true,则使用它们的 JavaScript 等价形式(NaN
、Infinity
和-Infinity
)。如果 indent 是一个非负整数或者字符串,那么 JSON 数组元素和对象成员会被美化输出为该值指定的缩进等级。 如果缩进等级为零、负数或者
""
,则只会添加换行符。None
(默认值) 选择最紧凑的表达。 使用一个正整数会让每一层缩进同样数量的空格。 如果 indent 是一个字符串 (比如"\t"
),那个字符串会被用于缩进每一层。在 3.2 版本发生变更: 现允许使用字符串作为 indent 而不再仅仅是整数。
当被指定时,separators 应当是一个
(item_separator, key_separator)
元组。当 indent 为None
时,默认值取(', ', ': ')
,否则取(',', ': ')
。为了得到最紧凑的 JSON 表达式,你应该指定其为(',', ':')
以消除空白字符。在 3.4 版本发生变更: 现当 indent 不是
None
时,采用(',', ': ')
作为默认值。当 default 被指定时,其应该是一个函数,每当某个对象无法被序列化时它会被调用。它应该返回该对象的一个可以被 JSON 编码的版本或者引发一个
TypeError
。如果没有被指定,则会直接引发TypeError
。如果 sort_keys 是 true(默认为
False
),那么字典的输出会以键的顺序排序。要使用自定义的
JSONEncoder
子类(例如重写了default()
方法来序列化额外类型),请使用 cls 关键字参数来指定它;否则将使用JSONEncoder
。在 3.6 版本发生变更: 所有可选形参现在都是 仅限关键字参数。
- 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)¶
使用这个 转换表 将 obj 序列化为 JSON 格式的
str
。 其参数的含义与dump()
中的相同。备注
JSON 中的键-值对中的键永远是
str
类型的。当一个对象被转化为 JSON 时,字典中所有的键都会被强制转换为字符串。这所造成的结果是字典被转换为 JSON 然后转换回字典时可能和原来的不相等。换句话说,如果 x 具有非字符串的键,则有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)¶
使用这个 转换表 将 fp (一个支持
.read()
并包含一个 JSON 文档的 text file 或者 binary file) 反序列化为一个 Python 对象。object_hook 是一个将附带任意已解码的对象字面值 (即
dict
) 来调用的可选函数。 object_hook 的返回值会代替dict
使用。 此特性可被用于实现自定义解码器 (例如 JSON-RPC 的类型提示)。object_pairs_hook is an optional function that will be called with the result of any object literal decoded with an ordered list of pairs. The return value of object_pairs_hook will be used instead of the
dict
. This feature can be used to implement custom decoders. If object_hook is also defined, the object_pairs_hook takes priority.在 3.1 版本发生变更: 添加了对 object_pairs_hook 的支持。
parse_float is an optional function that will be called with the string of every JSON float to be decoded. By default, this is equivalent to
float(num_str)
. This can be used to use another datatype or parser for JSON floats (e.g.decimal.Decimal
).parse_int is an optional function that will be called with the string of every JSON int to be decoded. By default, this is equivalent to
int(num_str)
. This can be used to use another datatype or parser for JSON integers (e.g.float
).parse_constant is an optional function that will be called with one of the following strings:
'-Infinity'
,'Infinity'
,'NaN'
. This can be used to raise an exception if invalid JSON numbers are encountered.在 3.1 版本发生变更: parse_constant 不再调用 'null' , 'true' , 'false' 。
要使用自定义的
JSONDecoder
子类,用cls
指定他;否则使用JSONDecoder
。额外的关键词参数会通过类的构造函数传递。如果反序列化的数据不是有效 JSON 文档,引发
JSONDecodeError
错误。在 3.6 版本发生变更: 所有可选形参现在都是 仅限关键字参数。
在 3.6 版本发生变更: fp 现在可以是 binary file 。输入编码应当是 UTF-8 , UTF-16 或者 UTF-32 。
- json.loads(s, *, cls=None, object_hook=None, parse_float=None, parse_int=None, parse_constant=None, object_pairs_hook=None, **kw)¶
使用这个 转换表 将 s (一个包含 JSON 文档的
str
,bytes
或bytearray
实例) 反序列化为 Python 对象。其他参数的含义与
load()
中的相同。如果反序列化的数据不是有效 JSON 文档,引发
JSONDecodeError
错误。在 3.9 版本发生变更: 关键字参数 encoding 已被移除。
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,解码执行以下翻译:
JSON
Python
object -- 对象
dict
array
list
string
str
number (int)
int
number (real)
float
true
True
false
False
null
None
它还将“NaN”、“Infinity”和“-Infinity”理解为它们对应的“float”值,这超出了JSON规范。
object_hook is an optional function that will be called with the result of every JSON object decoded and its return value will be used in place of the given
dict
. This can be used to provide custom deserializations (e.g. to support JSON-RPC class hinting).object_pairs_hook is an optional function that will be called with the result of every JSON object decoded with an ordered list of pairs. The return value of object_pairs_hook will be used instead of the
dict
. This feature can be used to implement custom decoders. If object_hook is also defined, the object_pairs_hook takes priority.在 3.1 版本发生变更: 添加了对 object_pairs_hook 的支持。
parse_float is an optional function that will be called with the string of every JSON float to be decoded. By default, this is equivalent to
float(num_str)
. This can be used to use another datatype or parser for JSON floats (e.g.decimal.Decimal
).parse_int is an optional function that will be called with the string of every JSON int to be decoded. By default, this is equivalent to
int(num_str)
. This can be used to use another datatype or parser for JSON integers (e.g.float
).parse_constant is an optional function that will be called with one of the following strings:
'-Infinity'
,'Infinity'
,'NaN'
. This can be used to raise an exception if invalid JSON numbers are encountered.如果 strict 为 false (默认为
True
),那么控制字符将被允许在字符串内。在此上下文中的控制字符编码在范围 0--31 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 JSON 文档,引发
JSONDecodeError
错误。在 3.6 版本发生变更: 所有形参现在都是 仅限关键字参数。
- decode(s)¶
返回 s 的 Python 表示形式(包含一个 JSON 文档的
str
实例)。如果给定的 JSON 文档无效则将引发
JSONDecodeError
。
- 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
dict
object -- 对象
list, tuple
array
str
string
int, float, int 和 float 派生的枚举
数字
True
true
False
false
None
null
在 3.4 版本发生变更: 添加了对 int 和 float 派生的枚举类的支持
要将其扩展至识别其他对象,需要子类化并实现
default()
,如果可能还要实现另一个返回o
的可序列化对象的方法,否则它应当调用超类实现 (来引发TypeError
)。如果 skipkeys 为假值(默认),则当尝试对非
str
,int
,float
或None
的键进行编码时将会引发TypeError
。 如果 skipkeys 为真值,这些条目将被直接跳过。如果 ensure_ascii 是 true (即默认值),输出保证将所有输入的非 ASCII 字符转义。如果 ensure_ascii 是 false,这些字符会原样输出。
如果 check_circular 为真值(默认),那么列表、字典和自定义的已编码对象将在编码期间进行循环引用检查以防止无限递归 (无限递归会导致
RecursionError
)。 在其他情况下,将不会进行这种检查。如果 allow_nan 为 true (默认),那么
NaN
,Infinity
,和-Infinity
进行编码。此行为不符合 JSON 规范,但与大多数的基于 Javascript 的编码器和解码器一致。否则,它将是一个ValueError
来编码这些浮点数。如果 sort_keys 为 true (默认为:
False
),那么字典的输出是按照键排序;这对回归测试很有用,以确保可以每天比较 JSON 序列化。如果 indent 是一个非负整数或者字符串,那么 JSON 数组元素和对象成员会被美化输出为该值指定的缩进等级。 如果缩进等级为零、负数或者
""
,则只会添加换行符。None
(默认值) 选择最紧凑的表达。 使用一个正整数会让每一层缩进同样数量的空格。 如果 indent 是一个字符串 (比如"\t"
),那个字符串会被用于缩进每一层。在 3.2 版本发生变更: 现允许使用字符串作为 indent 而不再仅仅是整数。
当被指定时,separators 应当是一个
(item_separator, key_separator)
元组。当 indent 为None
时,默认值取(', ', ': ')
,否则取(',', ': ')
。为了得到最紧凑的 JSON 表达式,你应该指定其为(',', ':')
以消除空白字符。在 3.4 版本发生变更: 现当 indent 不是
None
时,采用(',', ': ')
作为默认值。当 default 被指定时,其应该是一个函数,每当某个对象无法被序列化时它会被调用。它应该返回该对象的一个可以被 JSON 编码的版本或者引发一个
TypeError
。如果没有被指定,则会直接引发TypeError
。在 3.6 版本发生变更: 所有形参现在都是 仅限关键字参数。
- default(o)¶
在子类中实现这种方法使其返回 o 的可序列化对象,或者调用基础实现(引发
TypeError
)。例如,要支持任意的迭代器,你可以这样实现
default()
: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 super().default(o)
- encode(o)¶
返回 Python o 数据结构的 JSON 字符串表达方式。例如:
>>> json.JSONEncoder().encode({"foo": ["bar", "baz"]}) '{"foo": ["bar", "baz"]}'
- iterencode(o)¶
编码给定对象 o ,并且让每个可用的字符串表达方式。例如:
for chunk in json.JSONEncoder().iterencode(bigobject): mysocket.write(chunk)
异常¶
标准符合性和互操作性¶
JSON 格式由 RFC 7159 和 ECMA-404 指定。此段落详细讲了这个模块符合 RFC 的级别。简单来说, JSONEncoder
和 JSONDecoder
子类,和明确提到的参数以外的参数,不作考虑。
此模块不严格遵循于 RFC ,它实现了一些扩展是有效的 Javascript 但不是有效的 JSON。尤其是:
无限和 NaN 数值是被接受并输出;
对象内的重复名称是接受的,并且仅使用最后一对属性-值对的值。
自从 RFC 允许符合 RFC 的语法分析程序接收 不符合 RFC 的输入文本以来,这个模块的解串器在默认状态下默认符合 RFC 。
字符编码¶
RFC 要求使用 UTF-8 , UTF-16 ,或 UTF-32 之一来表示 JSON ,为了最大互通性推荐使用 UTF-8 。
RFC允许,尽管不是必须的,这个模块的序列化默认设置为 ensure_ascii=True ,这样消除输出以便结果字符串至容纳 ASCII 字符。
ensure_ascii 参数以外,此模块是严格的按照在 Python 对象和 Unicode strings
间的转换定义的,并且因此不能直接解决字符编码的问题。
RFC 禁止添加字符顺序标记( BOM )在 JSON 文本的开头,这个模块的序列化器不添加 BOM 标记在它的输出上。 RFC,准许 JSON 反序列化器忽略它们输入中的初始 BOM 标记,但不要求。此模块的反序列化器引发 ValueError
当存在初始 BOM 标记。
RFC 不会明确禁止包含字节序列的 JSON 字符串这不对应有效的 Unicode 字符(比如 不成对的 UTF-16 的替代物),但是它确实指出它们可能会导致互操作性问题。默认下,模块对这样的序列接受和输出(当在原始 str
存在时)代码点。
Infinite 和 NaN 数值¶
RFC 不允许 infinite 或者 NaN 数值的表达方式。尽管这样,默认情况下,此模块接受并且输出 Infinity
, -Infinity
,和 NaN
好像它们是有效的JSON数字字面值
>>> # 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
序列化器中, allow_nan 参数可用于替代这个行为。反序列化器中, parse_constant 参数,可用于替代这个行为。
对象中的重复名称¶
RFC 具体说明了 在 JSON对象里的名字应该是唯一的,但没有规定如何处理JSON对象中的重复名称。默认下,此模块不引发异常;作为替代,对于给定名它将忽略除姓-值对之外的所有对:
>>> weird_json = '{"x": 1, "x": 2, "x": 3}'
>>> json.loads(weird_json)
{'x': 3}
The object_pairs_hook parameter can be used to alter this behavior.
顶级非对象,非数组值¶
过时的 RFC 4627 指定的旧版本 JSON 要求 JSON 文本顶级值必须是 JSON 对象或数组( Python dict
或 list
),并且不能是 JSON null 值,布尔值,数值或者字符串值。 RFC 7159 移除这个限制,此模块没有并且从未在序列化器和反序列化器中实现这个限制。
无论如何,为了最大化地获取互操作性,你可能希望自己遵守该原则。
实现限制¶
一些 JSON 反序列化器的实现应该在以下方面做出限制:
可接受的 JSON 文本大小
嵌套 JSON 对象和数组的最高水平
JSON 数字的范围和精度
JSON 字符串的内容和最大长度
此模块不强制执行任何上述限制,除了相关的 Python 数据类型本身或者 Python 解释器本身的限制以外。
当序列化为 JSON ,在应用中当心此类限制这可能破坏你的 JSON 。特别是,通常将 JSON 数字反序列化为 IEEE 754 双精度数字,从而受到该表示方式的范围和精度限制。这是特别相关的,当序列化非常大的 Python int
值时,或者当序列化 "exotic" 数值类型的实例时比如 decimal.Decimal
。
命令行界面¶
源代码: Lib/json/tool.py
The json.tool
module provides a simple command line interface to validate
and pretty-print JSON objects.
如果未指定可选的 infile
和 outfile
参数,则将分别使用 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)
在 3.5 版本发生变更: 输出现在将与输入顺序保持一致。 请使用 --sort-keys
选项来将输出按照键的字母顺序排序。
命令行选项¶
- infile¶
要被验证或美化打印的 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 输出写入到给定的 outfile。 在其他情况下,将写入到
sys.stdout
。
- --sort-keys¶
将字典输出按照键的字母顺序排序。
Added in version 3.5.
- --no-ensure-ascii¶
禁用非 ASCII 字符的转义,详情参见
json.dumps()
。Added in version 3.9.
- --json-lines¶
将每个输入行解析为单独的 JSON 对象。
Added in version 3.8.
- --indent, --tab, --no-indent, --compact¶
用于空白符控制的互斥选项。
Added in version 3.9.
- -h, --help¶
显示帮助消息。
备注