Python JSON 模組教學

一、基本介紹

json 是 Python 內建的模組，用於 JSON (JavaScript Object Notation) 的讀寫與轉換。它常被用於：

Web API 資料交換（如 RESTful API）
檔案儲存設定或結果
Python 與 JavaScript 的資料交互

Python 與 JSON 的資料型別對應如下：

Python 型別	JSON 型別
dict	object
list, tuple	array
str	string
int, float	number
True	true
False	false
None	null

二、常用方法

1. `json.dumps()` – 將 Python 物件轉成 JSON 字串

import json

data = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "Taipei"}
json_str = json.dumps(data)
print(json_str)
# 輸出: '{"name": "Alice", "age": 25, "city": "Taipei"}'

常見參數：

indent=4：輸出格式化 JSON 字串。
sort_keys=True：依鍵名排序。
ensure_ascii=False：允許輸出中文。

print(json.dumps(data, indent=4, ensure_ascii=False))

2. `json.loads()` – 將 JSON 字串轉成 Python 物件

json_str = '{"name": "Bob", "age": 30}'
data = json.loads(json_str)
print(data["name"])  # Bob

3. `json.dump()` – 將 Python 物件寫入 JSON 檔

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

適合直接輸出到檔案。

4. `json.load()` – 從檔案讀取 JSON

with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as f:
    data = json.load(f)
print(data)

常用於讀取設定檔、API 回應等。

三、錯誤處理

當 JSON 格式錯誤時，會拋出 json.JSONDecodeError。

from json import loads, JSONDecodeError

try:
    data = loads('{name: "Bob"}')  # 缺少引號，錯誤
except JSONDecodeError as e:
    print("無效的 JSON 格式:", e)

四、實務應用範例

1️⃣ 儲存程式設定

config = {"version": 1.2, "debug": True, "output": "result.txt"}
with open('config.json', 'w', encoding='utf-8') as f:
    json.dump(config, f, indent=2)

2️⃣ 從 API 解析資料

import requests, json

response = requests.get('https://api.github.com/users/octocat')
data = json.loads(response.text)
print(data['login'])

3️⃣ 自訂編碼/解碼（進階）

若物件非原生 JSON 格式，可用 default 參數自訂轉換：

import json, datetime

def encoder(obj):
    if isinstance(obj, datetime.datetime):
        return obj.isoformat()
    raise TypeError(f'Type {type(obj)} not serializable')

now = {"time": datetime.datetime.now()}
print(json.dumps(now, default=encoder, indent=2))

五、總結

函式	功能	常用場景
`json.dumps()`	Python → JSON 字串	傳輸、日誌
`json.loads()`	JSON 字串 → Python	API 回應解析
`json.dump()`	Python → JSON 檔案	儲存設定或結果
`json.load()`	JSON 檔案 → Python	讀取設定檔

JSON 模組是 Python 與外部世界溝通的核心之一，熟練掌握它能顯著提升資料處理與系統整合能力。

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