如何使用 Python 读取和写入 JSON 文件？

在Python开发中，处理JSON数据是非常常见的任务。

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。

Python提供了内置的json模块，使得读取和写入JSON文件变得非常简单。

读取JSON文件

要读取一个JSON文件，首先需要使用open函数打开文件，然后使用json.load方法将文件内容解析为Python对象。

import json
 
# 打开并读取JSON文件
with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as file:
    data = json.load(file)
 
# 打印读取到的数据
print(data)复制

代码示例说明：

• open('data.json', 'r', encoding='utf-8')：以只读模式打开名为data.json的文件，并指定编码为UTF-8。
• json.load(file)：将文件对象file中的JSON数据解析为Python对象。

日常开发中的使用建议：

• 在读取文件时，始终使用with语句，这样可以确保文件在使用完毕后自动关闭，避免资源泄露。
• 指定文件的编码格式，通常使用UTF-8，以确保能够正确处理包含非ASCII字符的数据。

写入JSON文件

要将Python对象写入JSON文件，可以使用json.dump方法。

import json
 
# 要写入的数据
data = {
    "name": "Alice",
    "age": 30,
    "city": "New York"
}
 
# 将数据写入JSON文件
with open('output.json', 'w', encoding='utf-8') as file:
    json.dump(data, file, ensure_ascii=False, indent=4)复制

代码示例说明：

• json.dump(data, file, ensure_ascii=False, indent=4)：将Python对象data序列化为JSON格式，并写入文件对象file中。ensure_ascii=False参数确保非ASCII字符不会被转义，indent=4参数使输出的JSON数据格式化，便于阅读。

日常开发中的使用建议：

• 在写入文件时，同样使用with语句。
• 使用ensure_ascii=False参数可以保留原始的非ASCII字符，这在处理多语言数据时尤为重要。
• indent参数可以提高JSON文件的可读性，但在生产环境中，为了减小文件大小，通常会省略此参数。

实际开发中需要注意的点

1. 异常处理：在读取或写入文件时，可能会遇到IO错误或其他异常，应该使用try-except块来捕获并处理这些异常。

import json
 
try:
    with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as file:
        data = json.load(file)
except FileNotFoundError:
    print("文件未找到")
except json.JSONDecodeError:
    print("JSON解析错误")复制

1. 数据验证：在处理JSON数据之前，应该验证数据的格式是否正确，特别是在生产环境中，不正确的JSON数据可能会导致程序崩溃。

2. 性能考虑：对于非常大的JSON文件，一次性加载整个文件可能会导致内存不足。在这种情况下，可以考虑使用ijson库来逐步解析JSON数据。

3. 安全性：在处理来自不可信来源的JSON数据时，应该注意防止JSON注入攻击。确保对输入数据进行适当的清理和验证。

总结

使用Python的json模块读取和写入JSON文件是日常开发中的基本技能。

通过合理使用with语句、指定正确的编码格式、处理异常、验证数据以及考虑性能和安全问题，可以有效地处理JSON数据，避免潜在的问题。

在实际开发中，JSON数据通常用于配置文件、API响应、日志记录等多种场景。

掌握这些基本操作，可以帮助开发者更高效地处理数据，提高代码的健壮性和可维护性。

此外，对于更复杂的JSON数据处理需求，如嵌套结构的解析、大数据量的处理等，可以进一步学习json模块的高级用法，或者探索第三方库如pandas、ijson等，以满足特定的需求。

通过上述的详细说明和代码示例，希望面试者能够充分理解如何在Python中处理JSON文件，并在实际工作中运用这些知识。