Python中JSON与XML数据处理实战指南

1. JSON数据处理基础

JSON作为现代应用开发中最常用的数据交换格式，其轻量级和易读性使其成为API交互的首选。Python内置的json模块提供了完整的JSON处理能力，我们先从最基础的解析开始。

1.1 JSON字符串解析

json.loads()是将JSON字符串转换为Python对象的核心方法。实际开发中需要注意几个关键点：

python复制import json

# 标准JSON字符串解析
json_str = '{"name": "Alice", "age": 25, "is_active": true}'
data = json.loads(json_str)

# 类型转换对照
print(type(data["name"]))    # <class 'str'>
print(type(data["age"]))     # <class 'int'> 
print(type(data["is_active"])) # <class 'bool'>

# 处理嵌套结构
complex_json = '''
{
    "users": [
        {"id": 1, "name": "Alice"},
        {"id": 2, "name": "Bob"}
    ],
    "meta": {
        "page": 1,
        "total": 100
    }
}
'''
parsed_data = json.loads(complex_json)
print(parsed_data["users"][0]["name"])  # Alice

注意：JSON中的true/false/null会分别转换为Python的True/False/None，数字会根据值自动转为int或float

1.2 文件读写操作

实际项目中更多是处理JSON文件而非字符串。文件操作时需特别注意编码问题：

python复制# 写入JSON文件的最佳实践
data = {
    "server": {
        "host": "127.0.0.1",
        "ports": [8000, 8001, 8002]
    },
    "timeout": 30.5
}

with open("config.json", "w", encoding="utf-8") as f:
    json.dump(data, f, 
             indent=2,          # 缩进美化
             ensure_ascii=False, # 允许非ASCII字符
             sort_keys=True)    # 键排序

# 读取JSON文件的安全写法
try:
    with open("config.json", "r", encoding="utf-8") as f:
        config = json.load(f)
        print(config["server"]["ports"][0])  # 8000
except FileNotFoundError:
    print("配置文件不存在")
except json.JSONDecodeError:
    print("配置文件格式错误")

1.3 特殊数据类型处理

JSON标准数据类型有限，处理Python特有类型时需要自定义编码器：

python复制from datetime import datetime
from decimal import Decimal

class EnhancedJSONEncoder(json.JSONEncoder):
    def default(self, obj):
        if isinstance(obj, datetime):
            return obj.isoformat()
        if isinstance(obj, Decimal):
            return float(obj)
        if isinstance(obj, set):
            return list(obj)
        return super().default(obj)

# 使用自定义编码器
data = {
    "timestamp": datetime.now(),
    "price": Decimal("19.99"),
    "tags": {"python", "json", "xml"}
}

json_str = json.dumps(data, cls=EnhancedJSONEncoder)
print(json_str)
# 输出示例：{"timestamp": "20