Làm chủ JSON: Đọc và phân tích dữ liệu bằng Python dễ dàng

Ký hiệu đối tượng JavaScript (JSON) đã trở thành định dạng trao đổi dữ liệu tiêu chuẩn trên web. Nó được sử dụng rộng rãi để truyền dữ liệu trong các ứng dụng web, chủ yếu là vì cả con người và máy móc đều dễ dàng tạo và hiểu. Nhưng làm cách nào chúng ta có thể xử lý định dạng này bằng Python, ngôn ngữ phổ biến dành cho các nhà khoa học dữ liệu? Trong hướng dẫn toàn diện này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách đọc và phân tích dữ liệu JSON bằng Python.

Hiểu JSON

JSON là một định dạng văn bản hoàn toàn độc lập với ngôn ngữ nhưng sử dụng các quy ước quen thuộc với các lập trình viên thuộc họ ngôn ngữ C, bao gồm C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python và nhiều ngôn ngữ khác. Nó có thể biểu thị các số, chuỗi, chuỗi giá trị theo thứ tự (mảng) và tập hợp các cặp tên-giá trị (đối tượng).

JSON và XML

Trước khi JSON phổ biến, XML (Ngôn ngữ đánh dấu eXtensible) phần lớn được sử dụng để lưu trữ và truyền tải dữ liệu. Không giống như XML, JSON cung cấp cú pháp đơn giản hơn, dễ đọc hơn để trao đổi dữ liệu. Dưới đây là một số khác biệt chính:

JSON	XML
Đơn giản để đọc và viết.	Ít đơn giản hơn để đọc và viết.
Phân tích cú pháp nhanh chóng.	Phân tích cú pháp chậm.
Dữ liệu có thể truy cập dễ dàng dưới dạng đối tượng JSON.	Dữ liệu cần được giải nén để sử dụng làm đối tượng.
Hỗ trợ mảng.	Không hỗ trợ mảng.
Ít dài dòng hơn.	Dài dòng hơn.

Python và JSON

Python có gói dựng sẵn tên là json, gói này có thể được sử dụng để làm việc với dữ liệu JSON. Nếu bạn có một chuỗi JSON, bạn có thể phân tích nó bằng cách sử dụng json.loads() phương pháp. Tương tự, nếu bạn có một đối tượng Python, bạn có thể chuyển đổi nó thành chuỗi JSON bằng cách sử dụng hàm json.dumps() phương pháp.

Đọc dữ liệu JSON bằng Python

Tích hợp sẵn của Python json mô-đun cung cấp chức năng cho cả đọc và ghi vào tệp JSON. Bạn có thể dùng json.load() phương thức đọc tệp chứa đối tượng JSON.

import json

with open('sample.json', 'r') as f:
    data = json.load(f)

Đoạn mã này mở tập tin mẫu.jsonvà đối tượng JSON trong tệp được giải tuần tự hóa thành từ điển Python được gán cho biến dữ liệu.

Phân tích dữ liệu JSON bằng Python

Mô-đun json của Python giúp phân tích dữ liệu JSON dễ dàng.

import json

json_string = '{"name": "John", "age": 30, "city": "New York"}'
python_dict = json.loads(json_string)

Trong ví dụ này, json.loads() lấy một chuỗi làm đầu vào và trả về một từ điển làm đầu ra.

Viết dữ liệu JSON bằng Python

Để ghi một đối tượng Python vào tệp JSON, bạn sử dụng json.dump().

import json

data = {
    "name": "John",
    "age": 30,
    "city": "New York"
}

with open('output.json', 'w') as json_file:
    json.dump(data, json_file)

Trong ví dụ này, từ điển Python được viết vào đầu ra.json.

Chuyển đổi đối tượng Python thành JSON

Mô-đun json của Python cung cấp chức năng json.dumps() để chuyển đổi các đối tượng Python sang định dạng JSON. Quá trình này được gọi là tuần tự hóa.

import json

data = {
    "name": "John",
    "age": 30,
    "city": "New York"
}

json_data = json.dumps(data)

Ở đây, từ điển Python dữ liệu được tuần tự hóa thành chuỗi có định dạng JSON bằng cách sử dụng json.dumps().

Ví dụ về thế giới thực JSON và Python

JSON được sử dụng rộng rãi trong phát triển web để gửi dữ liệu từ máy khách đến máy chủ. Đây là ví dụ cơ bản về cách sử dụng tập lệnh Python để gửi dữ liệu đến máy chủ web ở định dạng JSON.

import json
import requests

data = {
    "name": "John",
    "age": 30,
    "city": "New York"
}

headers = {"Content-Type": "application/json"}

response = requests.post("http://httpbin.org/post", headers=headers, data=json.dumps(data))

print(response.json())

Đó là tất cả về việc đọc và phân tích dữ liệu JSON bằng Python. Hãy nhớ rằng hiểu cấu trúc dữ liệu JSON và cách thao tác với nó bằng Python là một kỹ năng quan trọng trong thế giới web hiện đại. Vì vậy, hãy đảm bảo thực hành các khái niệm được thảo luận trong hướng dẫn này để làm quen với việc xử lý dữ liệu JSON. Chúc bạn học tập vui vẻ!