JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，广泛用于 API 和配置文件中。Python 提供了内置的 json 模块，帮助我们轻松地读取、写入和操作 JSON 数据。今天，我们将学习如何高效地处理 JSON 文件。

1. JSON 格式简介

JSON 是基于键值对的结构化数据格式，类似于 Python 的字典。以下是一个 JSON 示例：

{
  "name": "Alice",
  "age": ,
  "skills": ["Python", "Machine Learning"]
}

2. 读取 JSON 文件

使用 json.load 从文件中加载 JSON 数据。

示例：读取 JSON 文件

假设有一个文件 data.json，内容如下：

{
  "name": "Alice",
  "age": ,
  "skills": ["Python", "Machine Learning"]
}

import json

def read_json(file_path):
    with open(file_path, 'r') as f:
        data = json.load(f)
    print("读取的 JSON 数据:", data)
    return data

# 示例
data = read_json("data.json")

3. 写入 JSON 文件

使用 json.dump 将数据写入 JSON 文件。

示例：写入 JSON 文件

import json

def write_json(file_path, data):
    with open(file_path, 'w') as f:
        json.dump(data, f, indent=4)
    print(f"数据已写入到 {file_path}")

# 示例
data = {
    "name": "Bob",
    "age": ,
    "skills": ["Java", "Spring"]
}
write_json("output.json", data)

注意：参数 indent=4 用于格式化输出，使 JSON 更易读。

4. 修改 JSON 数据

可以先加载 JSON 数据，进行修改后再保存。

示例：修改 JSON 文件

import json

def update_json(file_path, key, value):
    with open(file_path, 'r') as f:
        data = json.load(f)

    data[key] = value

    with open(file_path, 'w') as f:
        json.dump(data, f, indent=4)

    print(f"文件 {file_path} 中的键 '{key}' 已更新为 '{value}'")

# 示例
update_json("data.json", "age", )

5. JSON 字符串操作

除了文件操作，json 模块还支持 JSON 字符串的解析和生成。

从 JSON 字符串解析数据

def parse_json_string(json_string):
    data = json.loads(json_string)
    print("解析的 JSON 数据:", data)
    return data

# 示例
json_string = '{"name": "Charlie", "age": }'
data = parse_json_string(json_string)

将数据转换为 JSON 字符串

def generate_json_string(data):
    json_string = json.dumps(data, indent=4)
    print("生成的 JSON 字符串:")
    print(json_string)
    return json_string

# 示例
data = {"name": "Diana", "age": }
json_string = generate_json_string(data)

6. 练习任务

1. 编写一个函数 merge_json_files(file1, file2, output_file)，将两个 JSON 文件的数据合并后保存到新的 JSON 文件。
2. 编写一个函数 filter_json(file_path, key, value)，过滤 JSON 文件中包含特定键值的数据并返回。

示例代码框架

def merge_json_files(file1, file2, output_file):
    with open(file1, 'r') as f1, open(file2, 'r') as f2:
        data1 = json.load(f1)
        data2 = json.load(f2)

    merged_data = {**data1, **data2}

    with open(output_file, 'w') as f:
        json.dump(merged_data, f, indent=4)

    print(f"文件已合并到 {output_file}")

def filter_json(file_path, key, value):
    with open(file_path, 'r') as f:
        data = json.load(f)

    filtered_data = {k: v for k, v in data.items() if v.get(key) == value}
    return filtered_data

通过今天的学习，你已经掌握了如何读取、写入、修改和解析 JSON 数据。明天我们将学习文件权限与安全性相关的操作，敬请期待！