如何在 Python 中将字典保存为 JSON
JSON(JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式，它以文本形式表示数据，易于阅读和编写，同时也易于解析和生成。在 Python 中，我们可以使用 json 模块将字典保存为 JSON 格式，以便于在不同的应用程序之间进行数据交换。
本文将介绍如何在 Python 中将字典保存为 JSON，包括如何使用 json.dump() 和 json.dumps() 函数，以及如何处理一些常见的注意事项。同时，我们还将提供一些实例来帮助读者更好地理解。
一、使用 json.dump() 函数
json.dump() 函数可以将 Python 对象转换为 JSON 格式并写入文件中。它接受两个参数：要写入的 Python 对象和文件对象。下面是一个简单的例子：
import json
data = {
"name": "Tom",
"age": 18,
"gender": "male"
}
with open("data.json", "w") as f:
json.dump(data, f)
在这个例子中，我们定义了一个字典 data，它包含了一个人的姓名、年龄和性别。然后我们使用 with 语句打开一个名为 data.json 的文件，并将 data 写入该文件中。注意，我们需要将文件模式设置为 “w”，即可写模式。
运行上述代码后，我们可以在当前目录下找到一个名为 data.json 的文件。如果我们打开该文件，可以看到它的内容如下：
{"name": "Tom", "age": 18, "gender": "male"}
这就是我们刚刚保存的 JSON 格式的数据。
二、使用 json.dumps() 函数
json.dumps() 函数可以将 Python 对象转换为 JSON 格式并返回一个字符串。它接受一个参数：要转换的 Python 对象。下面是一个简单的例子：
import json
data = {
"name": "Tom",
"age": 18,
"gender": "male"
}
json_str = json.dumps(data)
print(json_str)
在这个例子中，我们定义了一个字典 data，它包含了一个人的姓名、年龄和性别。然后我们使用 json.dumps() 函数将 data 转换为 JSON 格式的字符串，并将它打印出来。
运行上述代码后，我们可以看到控制台输出了一个 JSON 格式的字符串：
{"name": "Tom", "age": 18, "gender": "male"}
这就是我们刚刚转换出来的 JSON 格式的数据。
三、注意事项
在将字典保存为 JSON 格式时，我们需要注意以下几点：
- JSON 格式只支持字符串、数字、布尔值、列表和字典等数据类型，不支持 Python 中的一些特殊类型，如 datetime、set 等。如果我们需要保存这些特殊类型的数据，需要先将它们转换为 JSON 支持的数据类型。
- JSON 格式中的键名必须为字符串类型，如果我们在字典中使用了其他类型的键名，json.dump() 和 json.dumps() 函数将会抛出 TypeError 异常。例如，以下代码将会抛出异常：
import json
data = {
1: "Tom",
2: 18,
3: "male"
}
json_str = json.dumps(data)
如果我们需要在 JSON 中使用数字作为键名，可以将数字转换为字符串类型。
- JSON 格式中的字符串必须使用双引号，不能使用单引号。如果我们在字典中使用了单引号作为字符串的引号，json.dump() 和 json.dumps() 函数将会抛出 JSONDecodeError 异常。例如，以下代码将会抛出异常：
import json
data = {
"name": 'Tom',
"age": 18,
"gender": "male"
}
json_str = json.dumps(data)
如果我们需要在 JSON 中使用单引号作为字符串的引号，可以将字符串转义为双引号。
- 如果我们在使用 json.dump() 函数时，指定了 ensure_ascii=False 参数，那么在保存 JSON 文件时，会将非 ASCII 字符转换为 Unicode 编码，而不是将其转换为 ASCII 码。例如，以下代码将会将中文字符保存为 Unicode 编码：
import json
data = {
"name": "张三",
"age": 18,
"gender": "男"
}
with open("data.json", "w", encoding="utf-8") as f:
json.dump(data, f, ensure_ascii=False)
在保存的 data.json 文件中，我们可以看到以下内容：
{"name": "\u5f20\u4e09", "age": 18, "gender": "\u7537"}
如果我们需要将非 ASCII 字符转换为对应的 ASCII 码，可以将 ensure_ascii 参数设置为 True。
四、实例说明
下面是一些实例，帮助读者更好地理解如何在 Python 中将字典保存为 JSON。
- 保存一个包含列表的字典
import json
data = {
"name": "Tom",
"age": 18,
"gender": "male",
"hobbies": ["reading", "swimming", "music"]
}
with open("data.json", "w") as f:
json.dump(data, f)
在保存的 data.json 文件中，我们可以看到以下内容：
{"name": "Tom", "age": 18, "gender": "male", "hobbies": ["reading", "swimming", "music"]}
- 保存一个包含特殊类型的字典
import json
import datetime
data = {
"name": "Tom",
"age": 18,
"gender": "male",
"birthday": datetime.date(2000, 1, 1)
}
def default(obj):
if isinstance(obj, datetime.date):
return obj.strftime('%Y-%m-%d')
raise TypeError(f'{obj} is not JSON serializable')
with open("data.json", "w") as f:
json.dump(data, f, default=default)
在这个例子中，我们在字典中包含了一个 datetime.date 类型的数据，它表示一个人的生日。由于 JSON 格式不支持 datetime.date 类型，我们需要定义一个 default 函数，将其转换为字符串类型。在使用 json.dump() 函数时，我们将 default 函数作为参数传入。
在保存的 data.json 文件中，我们可以看到以下内容：
{"name": "Tom", "age": 18, "gender": "male", "birthday": "2000-01-01"}
- 保存一个包含数字键名的字典
import json
data = {
"1": "Tom",
"2": 18,
"3": "male"
}
with open("data.json", "w") as f:
json.dump(data, f)
在保存的 data.json 文件中，我们可以看到以下内容：
{"1": "Tom", "2": 18, "3": "male"}
- 保存一个包含单引号的字典
import json
data = {
"name": "Tom",
"age": 18,
"gender": "male",
"quote": "I'm a good boy"
}
json_str = json.dumps(data).replace("'", "\'")
with open("data.json", "w") as f:
f.write(json_str)
在这个例子中，我们在字典中包含了一个包含单引号的字符串。由于 JSON 格式不支持单引号作为字符串的引号，我们需要将单引号转义为双引号。在使用 json.dumps() 函数时，我们将得到一个 JSON 格式的字符串，然后使用 replace() 函数将单引号替换为转义后的单引号。最后，我们将字符串写入 data.json 文件中。
在保存的 data.json 文件中，我们可以看到以下内容：
{"name": "Tom", "age": 18, "gender": "male", "quote": "I\'m a good boy"}
五、总结
本文介绍了如何在 Python 中将字典保存为 JSON 格式，包括使用 json.dump() 和 json.dumps() 函数，以及处理一些常见的注意事项。通过本文的学习，读者可以更好地理解 JSON 格式，并掌握在 Python 中使用 JSON 的方法。同时，读者也可以根据本文提供的实例，将其应用到自己的项目中，实现更灵活的数据交换。
