Python遍历JSON的完整指南

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级，易于人和计算机理解的数据格式，常用于在互联网上交换数据。Python作为一门强大的编程语言，拥有许多工具和库来处理JSON数据。在本篇指南中，我们将从多个方面讨论如何使用Python遍历JSON。

一、JSON简介

JSON是一种文本格式，由键值对构成，类似于Python中的字典。在JSON中，键必须是字符串，值可以是字符串、数字、布尔值、数组、对象或null。以下是一个简单的JSON示例：

{
    "name": "John Doe",
    "age": 30,
    "isMarried": false,
    "hobbies": ["reading", "traveling"],
    "address": {
        "street": "123 Main St",
        "city": "New York",
        "state": "NY"
    },
    "friends": [
        {"name": "Jane", "age": 28},
        {"name": "Bob", "age": 32}
    ]
}

在上面的示例中，含有字符串、数字、布尔值、数组和对象等不同类型的值，可以方便地存储和传输数据。

二、使用Python解析JSON

Python的标准库提供了json模块，可以轻松地将JSON字符串转换为Python对象，以及将Python对象转换为JSON字符串。以下是将JSON字符串转换为Python对象的示例：

import json

# JSON字符串
json_str = '{"name": "John Doe", "age": 30, "isMarried": false}'

# 将JSON字符串转换为Python对象
py_obj = json.loads(json_str)

print(py_obj)

上面的代码输出结果为：

{'name': 'John Doe', 'age': 30, 'isMarried': False}

可以看到，JSON字符串被转换成了Python的字典对象，其中布尔值false被转换成了Python中的False。

三、使用Python遍历JSON对象

对于复杂的JSON对象，我们需要遍历它来提取所需的数据。以下是使用Python遍历JSON对象并提取数据的示例：

import json

# JSON字符串
json_str = '{"name": "John Doe", "age": 30, "isMarried": false, "hobbies": ["reading", "traveling"], "address": {"street": "123 Main St", "city": "New York", "state": "NY"}, "friends": [{"name": "Jane", "age": 28}, {"name": "Bob", "age": 32}]}'

# 将JSON字符串转换为Python对象
py_obj = json.loads(json_str)

# 提取姓名和年龄
print("Name:", py_obj["name"])
print("Age:", py_obj["age"])

# 提取爱好
hobbies = py_obj["hobbies"]
print("Hobbies:", hobbies[0], hobbies[1])

# 提取地址
address = py_obj["address"]
print("Street:", address["street"])
print("City:", address["city"])
print("State:", address["state"])

# 提取朋友
friends = py_obj["friends"]
for friend in friends:
    print("Name:", friend["name"])
    print("Age:", friend["age"])

上面的代码输出结果为：

Name: John Doe
Age: 30
Hobbies: reading traveling
Street: 123 Main St
City: New York
State: NY
Name: Jane
Age: 28
Name: Bob
Age: 32

可以看到，我们通过遍历JSON对象成功地提取了需要的数据。

四、使用Python处理嵌套JSON

有时，JSON对象中可能包含嵌套的子对象，需要深入到子对象中提取数据。以下是使用Python处理嵌套JSON的示例：

import json

# 嵌套JSON字符串
json_str = '{"name": "John Doe", "age": 30, "isMarried": false, "contacts": [{"type": "phone", "number": "123-456-7890"}, {"type": "email", "address": "john.doe@example.com"}]}'

# 将JSON字符串转换为Python对象
py_obj = json.loads(json_str)

# 提取电话号码和邮箱
contacts = py_obj["contacts"]
for contact in contacts:
    if contact["type"] == "phone":
        print("Phone Number:", contact["number"])
    elif contact["type"] == "email":
        print("Email Address:", contact["address"])

上面的代码输出结果为：

Phone Number: 123-456-7890
Email Address: john.doe@example.com

可以看到，我们成功地从嵌套的JSON对象中提取了电话号码和邮箱。

五、使用Python处理JSON数组

JSON数组是一种特殊的JSON对象，其值是一组相同类型的值，通常用于返回多个结果。以下是使用Python处理JSON数组的示例：

import json

# JSON数组字符串
json_str = '[{"name": "John Doe", "age": 30}, {"name": "Jane Smith", "age": 25}, {"name": "Bob Johnson", "age": 40}]'

# 将JSON字符串转换为Python对象
py_obj = json.loads(json_str)

# 提取姓名和年龄
for person in py_obj:
    print("Name:", person["name"])
    print("Age:", person["age"])

上面的代码输出结果为：

Name: John Doe
Age: 30
Name: Jane Smith
Age: 25
Name: Bob Johnson
Age: 40

可以看到，我们成功地从JSON数组中提取了姓名和年龄。

六、使用Python处理大型JSON文件

有时，JSON文件可能非常大，无法完全加载到内存中。在这种情况下，我们可以使用Python的json文件流处理，以避免内存溢出。以下是处理大型JSON文件的示例：

import json

# 读取JSON文件
with open("data.json") as f:
    # 创建JSON文件流解析器
    parser = json.JSONDecoder()
    while True:
        # 逐行读取JSON数据
        line = f.readline()
        if not line:
            break
        # 解析JSON文件流
        py_obj, idx = parser.raw_decode(line)
        # 处理JSON数据
        print(py_obj["name"], py_obj["age"])

上面的代码逐行读取JSON文件，并使用JSONDecoder解析器解析每一行。这种方法可以处理大型JSON文件，避免了内存溢出。

七、总结

在本篇指南中，我们从多个方面讨论了如何使用Python遍历JSON数据。我们了解了JSON的基本结构，使用json模块解析JSON数据，遍历JSON对象和数组提取数据，处理嵌套JSON，以及处理大型JSON文件。