關于JSON的案例分析

這篇文章主要介紹關于JSON的案例分析，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

JSON誕生的原因是因為XML整合到HTML中各個瀏覽器實現的細節不盡相同，所以道格拉斯·克羅克福特（Douglas Crockford） 和 奇普·莫寧斯達（Chip Morningstar）一起從JS的數據類型中提取了一個子集，作為新的數據交換格式，因為主流的瀏覽器使用了通用的JavaScript引擎組件，所以在解析這種新數據格式時就不存在兼容性問題，于是他們將這種數據格式命名為 “JavaScript Object Notation”，縮寫為 JSON，由此JSON便誕生了！

一、JSON格式

上面我們知道JSON是從JavaScript的數據類型中提取出來的子集，那JSON有幾種結構形式呢？又有哪些數據類型呢？他們又分別對應著JavaScript中的哪些數據類型呢？

1.JSON的2種結構形式

（1）鍵值對形式

上期我們舉了一個JSON的實例，就是鍵值對形式的，如下：

{
  "person": {
    "name": "pig",
    "age": "18",
    "sex": "man",
    "hometown": {
      "province": "江西省",
      "city": "撫州市",
      "county": "崇仁縣"
    }
  }
}

這種結構的JSON數據規則是：一個無序的“‘名稱/值’對”集合。一個對象以 {左括號 開始， }右括號 結束。每個“名稱”后跟一個 :冒號 ；“‘名稱/值’ 對”之間使用 ,逗號 分隔，。

（2）數組形式

因為大多數時候大家用的JSON可能都是上面那種key-value形式，所以很多人在講解JSON的時候總是會忽略數組形式，這一點是需要注意的。

那JSON的數組形式是怎么樣的呢？豬哥也舉一個實例吧！

["pig", 18, "man", "江西省撫州市崇仁縣"]

數組形式的JSON數據就是值（value）的有序集合。一個數組以 [左中括號 開始， ]右中括號 結束。值之間使用 ,逗號 分隔。

2.JOSN的6種數據類型

上面兩種JSON形式內部都是包含value的，那JSON的value到底有哪些類型，而且上期我們說JSON其實就是從Js數據格式中提取了一個子集，那具體有哪幾種數據類型呢？

string：字符串，必須要用雙引號引起來。

number：數值，與JavaScript的number一致，整數（不使用小數點或指數計數法）最多為 15 位。小數的最大位數是 17。

object：JavaScript的對象形式，{ key:value }表示方式，可嵌套。

array：數組，JavaScript的Array表示方式[ value ]，可嵌套。

true/false：布爾類型，JavaScript的boolean類型。

null：空值，JavaScript的null。

以上數據形式圖片來源JSON官方文檔：http://www.json.org/json-zh.html

二、JSON使用場景

介紹完JSON的數據格式，那我們來看看JSON在企業中使用的比較多的場景。

1.接口返回數據

JSON用的最多的地方莫過于Web了，現在的數據接口基本上都是返回的JSON，具體細化的場景有：

（1）Ajxa異步訪問數據

（2）RPC遠程調用

（3）前后端分離后端返回的數據

（4）開放API，如百度、高德等一些開放接口

（5）企業間合作接口

這種API接口一般都會提供一個接口文檔，說明接口的入參、出參等。

一般的接口返回數據都會封裝成JSON格式，比如類似下面這種：

{
"code": 1,
"msg": "success",
"data": {
"name": "pig",
"age": "18",
"sex": "man",
"hometown": {
"province": "江西省",
"city": "撫州市",
"county": "崇仁縣"
}
}
}

2.序列化

程序在運行時所有的變量都是保存在內存當中的，如果出現程序重啟或者機器宕機的情況，那這些數據就丟失了。一般情況運行時變量并不是那么重要丟了就丟了，但有些內存中的數據是需要保存起來供下次程序或者其他程序使用。

保存內存中的數據要么保存在數據庫，要么保存直接到文件中，而將內存中的數據變成可保存或可傳輸的數據的過程叫做序列化，在Python中叫pickling，在其他語言中也被稱之為serialization，marshalling，flattening等等，都是一個意思。

正常的序列化是將編程語言中的對象直接轉成可保存或可傳輸的，這樣會保存對象的類型信息，而JSON序列化則不會保留對象類型！

為了讓大家更直觀的感受區別，豬哥用代碼做一個測試，大家一目了然。

Python對象直接序列化會保存class信息，下次使用loads加載到內存時直接變成Python對象。

JSON對象序列化只保存屬性數據，不保留class信息，下次使用loads加載到內存可以直接轉成dict對象，當然也可以轉為Person對象，但是需要寫輔助方法。

對于JSON序列化不能保存class信息的特點，那JSON序列化還有什么用？答案是當然游有用，對于不同編程語言序列化讀取有用，比如：我用Python爬取數據然后轉成對象，現在我需要將它序列化磁盤，然后使用Java語言讀取這份數據，這個時候由于跨語言數據類型不同，所以就需要用到JSON序列化。

存在即合理，兩種序列化可根據需求自行選擇！

3.生成Token

首先聲明Token的形式多種多樣，有JSON、字符串、數字等等，只要能滿足需求即可，沒有規定用哪種形式。

JSON格式的Token最有代表性的莫過于JWT（JSON Web Tokens）。

隨著技術的發展，分布式web應用的普及，通過Session管理用戶登錄狀態成本越來越高，因此慢慢發展成為Token的方式做登錄身份校驗，然后通過Token去取Redis中的緩存的用戶信息，隨著之后JWT的出現，校驗方式更加簡單便捷化，無需通過Redis緩存，而是直接根據Token取出保存的用戶信息，以及對Token可用性校驗，單點登錄更為簡單。

豬哥也曾經使用JWT做過app的登錄系統，大概的流程就是：

（1）用戶輸入用戶名密碼

（2）app請求登錄中心驗證用戶名密碼

（3）如果驗證通過則生成一個Token，其中Token中包含：用戶的uid、Token過期時間、過期延期時間等，然后返回給app

（4）app獲得Token，保存在cookie中，下次請求其他服務則帶上

（5）其他服務獲取到Token之后調用登錄中心接口驗證

（6）驗證通過則響應

JWT登錄認證有哪些優勢：

（1）性能好：服務器不需要保存大量的session

（2）單點登錄（登錄一個應用，同一個企業的其他應用都可以訪問）：使用JWT做一個登錄中心基本搞定，很容易實現。

（3）兼容性好：支持移動設備，支持跨程序調用，Cookie 是不允許垮域訪問的，而 Token 則不存在這個問題。

（4）安全性好：因為有簽名，所以JWT可以防止被篡改。

更多JWT相關知識自行在網上學習，本文不過多介紹！

4.配置文件

說實話JSON作為配置文件使用場景并不多，最具代表性的就是npm的package.json包管理配置文件了，下面就是一個npm的package.json配置文件內容。

{
  "name": "server",       //項目名稱
  "version": "0.0.0",
  "private": true,
  "main": "server.js",   //項目入口地址，即執行npm后會執行的項目
  "scripts": {
    "start": "node ./bin/www"  ///scripts指定了運行腳本命令的npm命令行縮寫
  },
  "dependencies": {
    "cookie-parser": "~1.4.3",  //指定項目開發所需的模塊
    "debug": "~2.6.9",
    "express": "~4.16.0",
    "http-errors": "~1.6.2",
    "jade": "~1.11.0",
    "morgan": "~1.9.0"
  }
}

但其實JSON并不合適做配置文件，因為它不能寫注釋、作為配置文件的可讀性差等原因。

配置文件的格式有很多種如：toml、yaml、xml、ini等，目前很多地方開始使用yaml作為配置文件。

三、JSON在Python中的使用

最后我們來看看Python中操作JSON的方法有哪些，在Python中操作JSON時需要引入json標準庫。

import json

1.類型轉換

（1）Python類型轉JSON：json.dump()

# 1、Python的dict類型轉JSON
person_dict = {'name': 'pig', 'age': 18, 'sex': 'man', 'hometown': '江西撫州'}
# indent參數為縮進空格數
person_dict_json = json.dumps(person_dict, indent=4)
print(person_dict_json, '\n')
# 2、Python的列表類型轉JSON
person_list = ['pig', 18, 'man', '江西撫州']
person_list_json = json.dumps(person_list)
print(person_list_json, '\n')
# 3、Python的對象類型轉JSON
person_obj = Person('pig', 18, 'man', '江西撫州')
# 中間的匿名函數是獲得對象所有屬性的字典形式
person_obj_json = json.dumps(person_obj, default=lambda obj: obj.__dict__, indent=4)
print(person_obj_json, '\n')

執行結果：

（2）JSON轉Python類型：json.loads()

# 4、JSON轉Python的dict類型
person_json = '{ "name": "pig","age": 18, "sex": "man", "hometown": "江西撫州"}'
person_json_dict = json.loads(person_json)
print(type(person_json_dict), '\n')
# 5、JSON轉Python的列表類型
person_json2 = '["pig", 18, "man", "江西撫州"]'
person_json_list = json.loads(person_json2)
print(type(person_json_list), '\n')
# 6、JSON轉Python的自定義對象類型
person_json = '{ "name": "pig","age": 18, "sex": "man", "hometown": "江西撫州"}'
# object_hook參數是將dict對象轉成自定義對象
person_json_obj = json.loads(person_json, object_hook=lambda d: Person(d['name'], d['age'], d['sex'], d['hometown']))
print(type(person_json_obj), '\n')

執行結果如下：

2.對應的數據類型

上面我們演示了Python類型與JSON的相互轉換，最開始的時候我們講過JSON有6種數據類型，那這6種數據類型分別對應Python中的哪些數據類型呢？

3.需要注意的點

（1）JSON的鍵名和字符串都必須使用雙引號引起來，而Python中單引號也可以表示為字符串，所以這是個比較容易犯的錯誤！

（2）Python類型與JSON相互轉換的時候到底是用load/dump還是用loads\dumps？他們之間有什么區別？什么時候該加s什么時候不該加s？這個我們可以通過查看源碼找到答案：不加s的方法入參多了一個fp表示filepath，最后多了一個寫入文件的操作。所以我們在記憶的時候可以這樣記憶：加s表示轉成字符串(str)，不加s表示轉成文件。

（3）Python自定義對象與JSON相互轉換的時候需要輔助方法來指明屬性與鍵名的對應關系，如果不指定一個方法則會拋出異常！

（4）相信有些看的仔細的同學會好奇上面豬哥使用json.dumps方法將Python類型轉JSON的時候，如果出現中文，則會出現：\u6c5f\u897f\u629a\u5dde這種東西，這是為什么呢？原因是：Python 3中的json在做dumps操作時，會將中文轉換成unicode編碼，并以16進制方式存儲，而并不是UTF-8格式！

四、總結

今天我們學習了JSON的2種形式，切記JSON還有[...]這種形式的。

學習了JSON的6種數據類型他們分別對于Python中的哪些類型。

了解了JSON的一些使用場景以及實際的例子。

還學習了在Python中如何使用JSON以及需要注意的事項。

結合上期的JSON的誕生與發展介紹，我們JSON相關的知識基本就介紹的差不多，后面會出一些爬蟲實際案例來教大家如何解析返回JSON數據。

一個JSON知識點卻分兩篇長文（近萬字）來講，其重要性不言而喻。因為不管你是做爬蟲、還是做數據分析、web、甚至前端、測試、運維，JSON都是你必須要掌握的一個知識點！

以上是關于JSON的案例分析的所有內容，感謝各位的閱讀！希望分享的內容對大家有幫助，更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道！