引言

python小程序之文件操作的JSON读取和JSON修改

文章目录

一、文件操作之JSON读取

1.1 概念

Python 提供了多种方式来处理文件操作，包括读取、写入和追加文件内容等。下面是一些基本的文件操作方法：

1.1.1 打开文件

要打开一个文件，可以使用内置的 open() 函数。open() 函数需要两个参数：文件名（字符串）和模式（字符）。模式指定了文件打开的方式

常见的模式有：

  • 'r' - 只读模式，默认值。如果文件不存在，会抛出 FileNotFoundError
  • 'w' - 写入模式。如果文件存在，则会被覆盖；如果文件不存在，则创建新文件
  • 'a' - 追加模式。如果文件存在，文件指针将被放置在文件末尾；如果文件不存在，则创建新文件
  • 'b' - 二进制模式
  • 't' - 文本模式，默认值
  • '+' - 更新模式（可读可写）

例如，以只读模式打开一个文本文件：

file = open('example.txt', 'r')

1.1.2 读取文件

一旦文件被打开，可以使用不同的方法来读取文件内容，如 read(), readline(), 或 readlines()

  • read(size) - 从文件中读取指定数量的数据并返回为字符串。如果没有指定 size 或者指定为负数，则读取到文件结束
  • readline() - 从文件中读取一行数据
  • readlines() - 从文件中读取所有行，并返回一个列表，其中每个元素代表文件中的一行

示例代码：

with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()  # 读取整个文件内容
    print(content)

1.1.3 写入文件

要向文件中写入数据，可以使用 write() 方法或 writelines() 方法

  • write(string) - 将字符串写入文件
  • writelines(sequence) - 将序列中的字符串依次写入文件

示例代码：

with open('output.txt', 'w') as file:
    file.write("Hello, world!\n")
    file.writelines(['This is a test.\n', 'Writing to a file.'])

1.1.4 关闭文件

完成文件操作后，应该关闭文件以释放资源。通常使用 with 语句来自动管理文件的打开和关闭，但如果你手动打开了文件，记得使用 close() 方法来关闭它

file = open('example.txt', 'r')
# ... do something with the file
file.close()

或者使用 with 语句：

with open('example.txt', 'r') as file:
    # 文件在这里被自动管理
    # 不需要调用 file.close()

1.1.5 例子

有一个完整的例子，展示了如何读取一个文件，修改其内容，然后将结果写入另一个文件：

# 读取原文件
with open('input.txt', 'r') as input_file:
    lines = input_file.readlines()

# 修改内容（例如，给每一行添加前缀）
modified_lines = ['Modified: ' + line for line in lines]

# 写入新文件
with open('output.txt', 'w') as output_file:
    output_file.writelines(modified_lines)

这个例子中，首先读取了 input.txt 的所有行，然后对每一行进行了简单的修改，最后将修改后的内容写入 output.txt 文件

在所有文件中，处理 JSON 文件在 python 中是最常见的，因为 JSON 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 的标准库 json 提供了处理 JSON 数据的功能

下面是一些常见的 JSON 文件操作示例：

1.1.6 读取 JSON 文件

要从 JSON 文件中读取数据并将其转换为 Python 对象（通常是字典或列表），可以使用 json.load() 方法

import json

# 打开 JSON 文件并加载内容
with open('data.json', 'r') as file:
    data = json.load(file)

# 打印加载的 JSON 数据
print(data)

1.1.7 写入 JSON 文件

要将 python 对象（如字典或列表）写入 JSON 文件，可以使用 json.dump() 方法

import json

# 创建一个 Python 字典
data = {
    "name": "John",
    "age": 30,
    "city": "New York"
}

# 将数据写入 JSON 文件
with open('output.json', 'w') as file:
    json.dump(data, file, indent=4)  # indent 参数用于美化输出格式

1.1.8 修改 JSON 数据

如果需要修改 JSON 数据并保存回文件，可以先读取文件，修改数据，然后写回文件

import json

# 读取 JSON 文件
with open('data.json', 'r') as file:
    data = json.load(file)

# 修改数据
data['age'] = 31  # 假设我们想把年龄改为 31

# 将修改后的数据写回 JSON 文件
with open('data.json', 'w') as file:
    json.dump(data, file, indent=4)

1.1.9 追加数据到 JSON 文件

JSON 文件本身并不支持直接追加数据，因为 JSON 文件是一个完整的对象（通常是字典或列表）。但可以通过读取文件、修改数据、然后写回文件来实现类似的效果

假设有一个包含用户列表的 JSON 文件，并且想添加一个新的用户：

import json

# 读取 JSON 文件
with open('users.json', 'r') as file:
    users = json.load(file)

# 添加新用户
new_user = {
    "id": 3,
    "name": "Alice",
    "email": "alice@example.com"
}
users.append(new_user)

# 将修改后的数据写回 JSON 文件
with open('users.json', 'w') as file:
    json.dump(users, file, indent=4)

1.1.10 处理嵌套的 JSON 数据

JSON 数据可以是嵌套的结构。例如，可能有一个包含多个用户的 JSON 文件，每个用户有多个属性

import json

# 读取 JSON 文件
with open('nested_data.json', 'r') as file:
    data = json.load(file)

# 访问嵌套数据
for user in data['users']:
    print(f"Name: {user['name']}, Age: {user['age']}")

# 修改嵌套数据
for user in data['users']:
    if user['name'] == 'John':
        user['age'] = 32

# 将修改后的数据写回 JSON 文件
with open('nested_data.json', 'w') as file:
    json.dump(data, file, indent=4)

1.1.11 使用 json.loads() 和 json.dumps()

  • json.loads(json_string)：将 JSON 格式的字符串转换为 python 对象
  • json.dumps(python_object)：将 Python 对象转换为 JSON 格式的字符串
import json

# 将 JSON 字符串转换为 Python 对象
json_string = '{"name": "John", "age": 30}'
data = json.loads(json_string)
print(data)  # 输出: {'name': 'John', 'age': 30}

# 将 Python 对象转换为 JSON 字符串
data = {"name": "John", "age": 30}
json_string = json.dumps(data)
print(json_string)  # 输出: {"name": "John", "age": 30}

1.1.12 总结

  • 读取 JSON 文件：使用 json.load() 从文件中读取 JSON 数据
  • 写入 JSON 文件：使用 json.dump() 将 Python 对象写入 JSON 文件
  • 修改 JSON 数据：读取、修改、再写回文件
  • 处理嵌套的 JSON 数据：访问和修改嵌套的 JSON 结构
  • 使用 json.loads() 和 json.dumps()：在字符串和 python 对象之间进行转换

1.2 题目

如何读取 JSON

1.3 代码

import json

with open('info.json', 'r', encoding='utf-8') as f:
    b = json.load(f)
    print(type(b))
    print(b.get('name'))
    print(b.get('like'))
    print(b.get('address').get('province'))

输出结果：
在这里插入图片描述

1.3 代码解释

这段代码展示了如何读取一个 JSON 文件，并从中提取特定字段的值

  1. 导入 json 模块：

    import json

    导入 Python 的 json 模块，用于处理 JSON 数据

  2. 打开并读取 JSON 文件：

    with open('info.json', 'r', encoding='utf-8') as f:
    b = json.load(f)
    • 使用 open 函数以只读模式 ('r') 和指定编码 (encoding='utf-8') 打开 info.json 文件
    • 使用 json.load(f) 方法将文件内容解析为 Python 对象（通常是字典或列表），并将结果存储在变量 b 中

  3. 打印 b 的类型：

    print(type(b))

    打印变量 b 的类型，以便确认它是一个字典还是列表

  4. 获取并打印 name 字段的值：

    print(b.get('name'))
    • 使用 b.get('name') 获取 b 中键为 'name' 的值
    • 如果键 'name' 存在于 b 中，则返回其对应的值；否则返回 None

  5. 获取并打印 like 字段的值：

    print(b.get('like'))
    • 使用 b.get('like') 获取 b 中键为 'like' 的值
    • 如果键 'like' 存在于 b 中，则返回其对应的值；否则返回 None

  6. 获取并打印 address 字段中的 province 值：

    print(b.get('address').get('province'))
    • 首先使用 b.get('address') 获取 b 中键为 'address' 的值，假设这个值是一个字典
    • 然后使用 .get('province') 获取该字典中键为 'province' 的值
    • 如果键 'address' 或 'province' 不存在，则返回 None

1.3.1 总结

通过这种方式，可以轻松地从 JSON 文件中提取和打印特定字段的值

二、JSON修改

2.1 题目

如何修改 JSON

2.2 代码

import json

with open('info2.json', 'r', encoding='utf-8') as f2:
    x = json.load(f2)
    print(x)
    for person in x:
        if person['name'] == 'test':
            person['name'] = 'test2'
        if person['name'] == '小明':
            person['name'] = '小明2'
    print(x)

with open('info2.json', 'w', encoding='utf-8') as file:
    json.dump(x, file, ensure_ascii=False, indent=4)

输出结果：
在这里插入图片描述

2.3 代码解释

这段代码展示了如何读取一个 JSON 文件，修改其中的 name 字段，然后将修改后的数据写回同一个 JSON 文件

  1. 导入 json 模块：

    import json

    导入 python 的 json 模块，用于处理 JSON 数据

  2. 读取 JSON 文件：

    with open('info2.json', 'r', encoding='utf-8') as f2:
    x = json.load(f2)
    • 使用 open 函数以只读模式 ('r') 和指定编码 (encoding='utf-8') 打开 info2.json 文件
    • 使用 json.load(f2) 方法将文件内容解析为 Python 对象（通常是列表或字典），并将结果存储在变量 x 中

  3. 打印原始的 JSON 数据：

    print(x)

    打印从文件中读取的原始 JSON 数据，以便查看其内容

  4. 修改 name 字段的值：

    for person in x:
    if person['name'] == 'test':
        person['name'] = 'test2'
    if person['name'] == '小明':
        person['name'] = '小明2'
    • 遍历 x 列表中的每个 person 字典
    • 如果 person['name'] 等于 'test'，则将其改为 'test2'
    • 如果 person['name'] 等于 '小明'，则将其改为 '小明2'

  5. 打印修改后的 JSON 数据：

    print(x)

    打印修改后的 JSON 数据，以便查看修改是否成功

  6. 将修改后的数据写回 JSON 文件：

    with open('info2.json', 'w', encoding='utf-8') as file:
    json.dump(x, file, ensure_ascii=False, indent=4)
    • 使用 open 函数以写入模式 ('w') 和指定编码 (encoding='utf-8') 打开 info2.json 文件
    • 使用 json.dump(x, file, ensure_ascii=False, indent=4) 方法将修改后的 Python 对象 x 写入文件
      • ensure_ascii=False 参数确保非 ASCII 字符（如中文）能够正确写入文件
      • indent=4 参数用于美化输出格式，使 JSON 文件更易读

2.3.1 总结

通过这种方式，可以轻松地读取、修改和保存 JSON 文件中的数据

三、思考

3.1 JSON 读取

  • 导入 json 模块：用于处理 JSON 数据
  • 打开并读取 JSON 文件：使用 open 和 json.load 将 JSON 文件内容加载为 python 对象
  • 打印 b 的类型：确认 b 是一个字典
  • 获取并打印 name 字段的值：使用 b.get('name') 获取并打印 name 字段的值
  • 获取并打印 like 字段的值：使用 b.get('like') 获取并打印 like 字段的值
  • 获取并打印 address 字段中的 province 值：使用 b.get('address').get('province') 获取并打印 province 字段的值

3.2 JSON修改

  • 读取 JSON 文件：使用 json.load 将文件内容解析为 python 对象
  • 修改 JSON 数据：遍历数据并修改特定字段
  • 打印 JSON 数据：打印原始和修改后的数据以便验证
  • 写回 JSON 文件：使用 json.dump 将修改后的数据写回文件，并确保非 ASCII 字符正确显示
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