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一、Python XML 解析
1.1 什么是XML
1.2 Python 对 XML 的解析方法
1.3 SAX解析xml
1.4 xml.dom解析xml
1.6 ElementTree解析XML
二、Python编解码json
2.1 什么是json
2.2 使用json 库
2.3 使用第三方库Demjson 一、Python XML 解析
1.1 什么是XML XML#x…目录
一、Python XML 解析
1.1 什么是XML
1.2 Python 对 XML 的解析方法
1.3 SAX解析xml
1.4 xml.dom解析xml
1.6 ElementTree解析XML
二、Python编解码json
2.1 什么是json
2.2 使用json 库
2.3 使用第三方库Demjson 一、Python XML 解析
1.1 什么是XML XML全称为可扩展标记语言eXtensible Markup Language是一种用于描述数据的标记语言。XML的设计宗旨是传输和存储数据强调数据的内容和结构而非数据的显示方式。
以下是XML的一些关键特点
1). **自描述性**XML使用标签来定义数据的结构和意义这些标签可以由用户根据需要自行定义因此具有很高的灵活性和扩展性。
2). **平台无关性**XML的文本格式使其独立于具体的硬件和软件平台可以在不同的系统之间轻松交换数据。
3). **结构化数据**XML文档通常遵循一定的层次结构这使得数据更加有序和易于管理。
4). **元标记语言**XML是一种元标记语言这意味着它可以用来创建其他特定领域的标记语言。例如SVG可缩放矢量图形和MathML数学标记语言都是基于XML的。
5). **可扩展性**由于XML的标签是自定义的因此可以根据需要添加新的标签而不会影响现有的数据和应用程序。
6). **验证机制**XML可以通过文档类型定义DTD或XML Schema来定义数据的结构和约束从而确保数据的完整性和有效性。 XML在许多领域都有广泛的应用包括Web服务、配置文件、数据存储和交换等。它的灵活性和强大的数据描述能力使其成为一种重要的数据处理工具。
1.2 Python 对 XML 的解析方法 在Python中解析XML文件主要有三种方法SAXSimple API for XML、DOMDocument Object Model以及ElementTree。每种方法都有其独特的特点和适用场景。
1. **SAXSimple API for XML** - SAX是一种基于事件驱动的解析方式。 - 在解析XML时SAX会逐行读取文件并在识别出特定元素时触发相应的事件。 - 这种方法不需要将整个XML文档加载到内存中因此适用于处理大型XML文件。 - 由于SAX是只读的它不支持对XML文档的修改。
2. **DOMDocument Object Model** - DOM解析器会将整个XML文档加载到内存中并构建一个树状结构的对象模型。 - 这使得用户可以随机访问树中的任何节点进行查询、修改、删除或添加操作。 - 然而DOM方法在处理大型XML文件时可能会消耗大量内存。
3. **ElementTree** - ElementTree提供了一种轻量级、高效且易于使用的方式来解析和处理XML。 - 它将XML数据表示为一个树状结构类似于DOM但更加简洁和高效。 - ElementTree支持对XML文档的读取和写入操作适用于中等大小的XML文件。 选择哪种解析方法取决于具体需求例如文件大小、内存限制、是否需要修改XML内容等因素。对于大型文件SAX可能是更合适的选择而对于需要频繁修改的中小型文件ElementTree或DOM可能更为适宜。
1.3 SAX解析xml Python中使用SAX解析XML文档时涉及到两个核心组件解析器和事件处理器。 SAX解析器负责逐行读取XML文档并在识别出特定元素时向事件处理器发送相应的事件例如元素的开始和结束。 事件处理器则负责响应这些事件对传递过来的XML数据进行处理。
SAX解析方式特别适用于以下场景 1). 处理大型XML文件 2). 仅需获取文件的部分内容或特定信息 3). 需要构建自定义对象模型的情况。 在Python中使用SAX解析XML需要先导入xml.sax模块中的parse函数以及xml.sax.handler模块中的ContentHandler类。
ContentHandler类包含多个方法用于处理不同类型的XML事件
- characters(content)方法在遇到字符数据时被调用content参数包含这些字符串。 - startDocument()方法在文档开始时被调用。 - endDocument()方法在文档结束时被调用。 - startElement(name, attrs)方法在遇到XML开始标签时被调用name是标签名attrs是属性值的字典。 - endElement(name)方法在遇到XML结束标签时被调用。
此外xml.sax模块还提供了以下方法
- make_parser()方法创建并返回一个新的解析器对象。 - parse(xmlfile, contenthandler[, errorhandler])方法创建一个SAX解析器并解析指定的XML文件。 - parseString(xmlstring, contenthandler[, errorhandler])方法创建一个XML解析器并解析指定的XML字符串。 这些方法和类构成了Python中使用SAX解析XML的基础框架开发者可以根据具体需求重写ContentHandler类中的方法以实现对XML数据的定制化处理。
我们实验使用到的 XML 实例文件 movies.xml 内容如下
collection shelfNew Arrivals
movie titleEnemy BehindtypeWar, Thriller/typeformatDVD/formatyear2003/yearratingPG/ratingstars10/starsdescriptionTalk about a US-Japan war/description
/movie
movie titleTransformerstypeAnime, Science Fiction/typeformatDVD/formatyear1989/yearratingR/ratingstars8/starsdescriptionA schientific fiction/description
/moviemovie titleTriguntypeAnime, Action/typeformatDVD/formatepisodes4/episodesratingPG/ratingstars10/starsdescriptionVash the Stampede!/description
/movie
movie titleIshtartypeComedy/typeformatVHS/formatratingPG/ratingstars2/starsdescriptionViewable boredom/description
/movie
/collection
解析上面xml的python代码如下
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-import xml.saxclass MovieHandler( xml.sax.ContentHandler ):def __init__(self):self.CurrentData self.type self.format self.year self.rating self.stars self.description # 元素开始事件处理def startElement(self, tag, attributes):self.CurrentData tagif tag movie:print *****Movie*****title attributes[title]print Title:, title# 元素结束事件处理def endElement(self, tag):if self.CurrentData type:print Type:, self.typeelif self.CurrentData format:print Format:, self.formatelif self.CurrentData year:print Year:, self.yearelif self.CurrentData rating:print Rating:, self.ratingelif self.CurrentData stars:print Stars:, self.starselif self.CurrentData description:print Description:, self.descriptionself.CurrentData # 内容事件处理def characters(self, content):if self.CurrentData type:self.type contentelif self.CurrentData format:self.format contentelif self.CurrentData year:self.year contentelif self.CurrentData rating:self.rating contentelif self.CurrentData stars:self.stars contentelif self.CurrentData description:self.description contentif ( __name__ __main__):# 创建一个 XMLReaderparser xml.sax.make_parser()# turn off namepsacesparser.setFeature(xml.sax.handler.feature_namespaces, 0)# 重写 ContextHandlerHandler MovieHandler()parser.setContentHandler( Handler )parser.parse(movies.xml)
代码执行结果如下 *****Movie***** Title: Enemy Behind Type: War, Thriller Format: DVD Year: 2003 Rating: PG Stars: 10 Description: Talk about a US-Japan war *****Movie***** Title: Transformers Type: Anime, Science Fiction Format: DVD Year: 1989 Rating: R Stars: 8 Description: A schientific fiction *****Movie***** Title: Trigun Type: Anime, Action Format: DVD Rating: PG Stars: 10 Description: Vash the Stampede! *****Movie***** Title: Ishtar Type: Comedy Format: VHS Rating: PG Stars: 2 Description: Viewable boredom 1.4 xml.dom解析xml 文件对象模型Document Object Model简称DOM是W3C组织推荐的处理可扩展置标语言的标准编程接口。 一个 DOM 的解析器在解析一个 XML 文档时一次性读取整个文档把文档中所有元素保存在内存中的一个树结构里之后你可以利用DOM 提供的不同的函数来读取或修改文档的内容和结构也可以把修改过的内容写入xml文件。
python中用xml.dom.minidom来解析xml文件实例如下
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-from xml.dom.minidom import parse
import xml.dom.minidom# 使用minidom解析器打开 XML 文档
DOMTree xml.dom.minidom.parse(movies.xml)
collection DOMTree.documentElement
if collection.hasAttribute(shelf):print Root element : %s % collection.getAttribute(shelf)# 在集合中获取所有电影
movies collection.getElementsByTagName(movie)# 打印每部电影的详细信息
for movie in movies:print *****Movie*****if movie.hasAttribute(title):print Title: %s % movie.getAttribute(title)type movie.getElementsByTagName(type)[0]print Type: %s % type.childNodes[0].dataformat movie.getElementsByTagName(format)[0]print Format: %s % format.childNodes[0].datarating movie.getElementsByTagName(rating)[0]print Rating: %s % rating.childNodes[0].datadescription movie.getElementsByTagName(description)[0]print Description: %s % description.childNodes[0].data
执行结果如下 Root element : New Arrivals *****Movie***** Title: Enemy Behind Type: War, Thriller Format: DVD Rating: PG Description: Talk about a US-Japan war *****Movie***** Title: Transformers Type: Anime, Science Fiction Format: DVD Rating: R Description: A schientific fiction *****Movie***** Title: Trigun Type: Anime, Action Format: DVD Rating: PG Description: Vash the Stampede! *****Movie***** Title: Ishtar Type: Comedy Format: VHS Rating: PG Description: Viewable boredom 1.6 ElementTree解析XML
import xml.etree.ElementTree as ET# 解析XML文件
tree ET.parse(movies.xml)
root tree.getroot()# 遍历所有的movie元素
for movie in root.findall(movie):# 获取movie的属性title movie.get(title)# 获取子元素的文本内容movie_type movie.find(type).textformat movie.find(format).textyear movie.find(year).text if movie.find(year) is not None else N/Arating movie.find(rating).textstars movie.find(stars).textdescription movie.find(description).text# 打印信息print(fTitle: {title})print(fType: {movie_type})print(fFormat: {format})print(fYear: {year})print(fRating: {rating})print(fStars: {stars})print(fDescription: {description})print(- * 40) 二、Python编解码json
2.1 什么是json JSONJavaScript Object Notation是一种轻量级的数据交换格式易于人阅读和编写同时也易于机器解析和生成。JSON 是基于 JavaScript 编程语言的一个子集但它是独立于语言的文本格式因此可以在多种编程语言中使用。
### JSON 的结构
JSON 数据格式主要由两种结构组成
1). **键值对集合**这通常表现为对象object在 JSON 中用花括号 {} 表示。每个键值对由一个键和一个值组成键和值之间用冒号 : 分隔每个键值对之间用逗号 , 分隔。例如 json { name: John, age: 30, city: New York }
2). **值的有序列表**这通常表现为数组array在 JSON 中用方括号 [] 表示。数组中的每个值之间用逗号 , 分隔。例如 json [ apple, banana, cherry ]
JSON 支持以下数据类型 - 字符串string - 数字number - 对象object - 数组array - 布尔值boolean - null
### JSON 的应用 JSON 由于其简洁性和通用性在现代软件开发中得到了广泛的应用主要包括以下几个方面
1). **数据交换**JSON 常用于不同系统之间的数据交换特别是在 Web 开发中前端和后端之间通过 JSON 格式传递数据。
2). **配置文件**JSON 格式简洁易读常被用作配置文件的格式如应用程序的设置文件。
3). **API 响应**RESTful API 通常使用 JSON 格式返回数据使得客户端能够轻松解析和处理。
4). **日志记录**JSON 格式的日志易于解析和查询因此在日志记录系统中也得到了广泛应用。
5). **存储数据**虽然 JSON 不是数据库格式但在某些情况下它被用于存储结构化数据尤其是在需要快速读写的场景中。
6). **移动应用**移动应用开发中JSON 常用于从服务器获取数据并在应用中进行展示和处理。
7). **物联网IoT**在物联网设备中JSON 常用于设备与服务器之间的数据传输。
JSON 的广泛应用得益于其简单、灵活和易于处理的特性使得它成为现代软件开发中不可或缺的一部分。 2.2 使用json 库 在Python中处理JSON对象非常简单因为Python标准库提供了json模块用于编码序列化和解码反序列化JSON数据。以下是如何使用json模块进行JSON编码和解码的示例
### 编码序列化JSON对象 要将Python对象编码为JSON字符串可以使用json.dumps()方法。以下是一个示例
import json# 定义一个Python对象
data {name: John Doe,age: 30,city: New York,is_student: False,courses: [Math, Science, History]
}# 将Python对象编码为JSON字符串
json_string json.dumps(data, indent4)
print(json_string) 在这个示例中我们定义了一个Python字典data然后使用json.dumps()方法将其编码为JSON字符串。indent4参数用于美化输出使JSON字符串更易读。 python 原始类型向 json 类型的转化对照表 ### 解码反序列化JSON对象 要将JSON字符串解码为Python对象可以使用json.loads()方法。以下是一个示例
import json# 定义一个JSON字符串
json_string
{name: John Doe,age: 30,city: New York,is_student: false,courses: [Math, Science, History]
}# 将JSON字符串解码为Python对象
data json.loads(json_string)
print(data)
print(type(data)) # 输出: class dict 在这个示例中我们定义了一个JSON字符串json_string然后使用json.loads()方法将其解码为Python字典。
json 类型转换到 python 的类型对照表 ### 处理文件中的JSON数据 如果需要从文件中读取JSON数据或将JSON数据写入文件可以使用json.load()和json.dump()方法。以下是一个示例
import json# 写入JSON数据到文件
data {name: John Doe,age: 30,city: New York,is_student: False,courses: [Math, Science, History]
}with open(data.json, w) as file:json.dump(data, file, indent4)# 从文件中读取JSON数据
with open(data.json, r) as file:data json.load(file)print(data) 在这个示例中我们首先使用json.dump()方法将Python对象data写入名为data.json的文件中。然后使用json.load()方法从文件中读取JSON数据并将其解码为Python对象。 通过这些方法你可以轻松地在Python中处理JSON数据。
2.3 使用第三方库Demjson demjson 是一个第三方 Python 模块提供了对 JSON 数据的编码和解码功能并且包含了 JSONLint 的格式化及校验功能。以下是如何使用 demjson 模块进行 JSON 编码和解码的详细步骤和示例。
### 安装 demjson 首先你需要安装 demjson 模块。你可以从源码安装也可以使用 pip 安装。以下是从源码安装的步骤
$ tar -xvzf demjson-2.2.3.tar.gz
$ cd demjson-2.2.3
$ python setup.py install
或者使用 pip 安装
$ pip install demjson
### 编码 JSON 数据
demjson 的 encode 函数用于将 Python 对象编码成 JSON 字符串。
#### 语法
demjson.encode(self, obj, nest_level0)
#### 示例
以下是一个将 Python 列表编码为 JSON 字符串的示例
#!/usr/bin/python
import demjsondata [ { a : 1, b : 2, c : 3, d : 4, e : 5 } ]json_string demjson.encode(data)
print(json_string)
输出结果为 [{a:1,b:2,c:3,d:4,e:5}] ### 解码 JSON 数据
demjson 的 decode 函数用于将 JSON 字符串解码为 Python 对象。
#### 语法
demjson.decode(self, txt)
#### 示例
以下是一个将 JSON 字符串解码为 Python 字典的示例
#!/usr/bin/python
import demjsonjson_string {a:1,b:2,c:3,d:4,e:5};data demjson.decode(json_string)
print(data)
输出结果为 {ua: 1, uc: 3, ub: 2, ue: 5, ud: 4} ### 总结 demjson 模块提供了简单易用的方法来处理 JSON 数据。通过 encode 和 decode 函数你可以轻松地在 Python 对象和 JSON 字符串之间进行转换。如果你需要更高级的 JSON 处理功能demjson 可能是一个不错的选择。
