Полное руководство по парсингу данных JSON с использованием Python

JavaScript Object Notation – язык автоматизированного обмена, который очень легко читается и пишется в редакторе с интуитивно понятным интерфейсом. Он стал популярным в мире веб-разработки, благодаря своей простоте и совместимости с большинством языков программирования. В этом руководстве мы изучим, как парсить с помощью Python. Информация будет полезна для начинающих и опытных разработчиков.

Определение и использование в программировании

JSON – язык упрощенной автоматизации, основанный на текстовых строках, с возможностью усложнения структуры, путем ее расширения. Он был изначально разработан для Java, но теперь доступен для редактирования в другом ПО для технических специалистов в области IT-индустрии. Само действие представлено в виде пар «ключ-значение». Это облегчает их чтение, анализ, создание и редактирование. Он подходит для обмена между клиентом и сервером, а также способен увеличить уровень надежности хранения конфигураций.

Почему важно уметь парсить

Теоретические знания, подкрепленные опытом и умениями, постоянно совершенствуемыми на практике – это преимущество в условиях роста входящих и исходящих потоков, поступающих с веб-сервисов. Наличие навыков парсинга позволяет эффективно извлекать и выкладывать контент. Это дает доступ к расширенным возможностям при оптимизации, обновлении и отладке приложений, а также используется для анализа их функционала и возможностью протоколирования в режиме реального времени, а также доступу к мгновенной отчетности.

Особенности синтаксиса

Синтаксис формируется из отдельных структур. Они могут представлять собой простые объекты, массивы или дополнительные элементы. Главная особенность в том, что он основан на сочетании двух вещей:

• Состоит из пар «ключ-значение»»;
• Поддерживает сложные элементы: массивы и вложения.

Основные принципы и структура (ключ-значение)

Базовая версия – подход результату с помощью ориентиров. Они могут отличаться от приведенного на фото.

Мы видим скрипт, состоящий из трех пар «ключ-значение». Синтаксис name, age и city – свойства, соответствующие значениям. В этом случае мы создаем виджет с тремя параметрами базы данных, имя, возраст и город проживания человека.

API и конфигурации

Не стоит забывать, что это стандартный формат для обмена в RESTful. Например, если вы отправляете в облачное хранилище команду, скинуть список контактов из учетной записи на свой новый смартфон. В JSON это выглядит примерно, как показано на рисунке.

В данном случае, API – перечисление пользователей с присвоением каждому индивидуального идентификационного номера, каждый из которых прописан, как отдельная ячейка. Он также часто встречается в конфигурациях, позволяя удобочитаемо их структурировать.

Настройка окружения для работы в Python

Для начала, вам необходимо установить и настроить Python. Он будет нужен для чтения и редактирования. Большинство людей, столкнувшиеся с подобным ПО впервые считают, что подобные редакторы, при инсталляции требуют особого подхода. На самом деле он мало чем отличается от любого программного обеспечения. Процесс подробно описан на ресурсе, а для ускорения понимания его принципов, можно просмотреть обучающий гайд. 

Установка

Плагин можно скачать с официального сайта. Выберите версию, соответствующую вашей операционной системе, и следуйте инструкциям по установке. Если после инсталляции он не запускается или глючит, попробуйте более ранний вариант. Мы рекомендуем устанавливать последнюю версию программного обеспечения.

Библиотеки

По умолчанию, включается стандартная библиотека. Для выполнения задач, написанных в HTTP вы можете подключить requests. Она максимально упрощает взаимодействие сервера и веб-ресурса.

Установка и импорт

Перейдем к добавлению в плагин допов, которые нужны для работы с этим форматом скриптов Java. Для установки тома requests, запустите приведенную ниже команду в терминале.

После завершения процесса вы можете импортировать конечное значение.

Основы стандартного парсинга

После установки нужных дополнений, самое время перейти к разбору основ. Для удобства, поделим наш краткий обучающий курс на три этапа. Информацию, указанную ниже, можно применять в качестве шаблонного алгоритма для новичков в программировании.

Получение ответа

Для начала, рассмотрим фото, приведенное ниже. Мы покажем читателю, как можно мгновенно получить отклик веб-сервиса. Создаем в корневой директории get_json.py и добавляем в код.

Функции json.loads() и json.load()

Стандартная версия предоставляет две основные функции для распознавания:

• json.loads() – необходима для загрузки из строки;
• json.load() – предназначена для чтения файла.

Преобразование в Python объекты и обратно

После получения, их можно конвертировать в Python. Например, объект легко преобразовать в словарь.

Чтобы вернуть его обратно, введите json.dumps().

Работа с API и получение ответов

Работа с API подразумевает HTTP-запросы для автоматизированного получения.

Использование requests

Requests включает функцию, способную направлять запросы и получать решенную задачу в HTTP. В этом случае get поможет получить ответ. На фото наглядно показано, как выглядит примитивный парсинг.

Пример запроса и разбор ответа

Рассмотрим, как разобрать принятое. Мы сталкиваемся с публичным типом автоматизации.

Обрезка и фильтрация

Часто, код приходит намного большем объеме, чем нам нужно. Можно извлечь важное, выбрав запрос идентичной направленности следующим образом.

Обработка и парсинг вложенных структур

Функционал позволяет создавать многослойные скрипты. Это полезно если в них есть вложения. Успешно конвертированный код, в разы повышает быстродействие веб-ресурса или приложения.

Многомерные структуры данных (списки и словари)

В скриптах можно увидеть части, содержащие дополнительные оглавления. Как именно это делать – показано на фото.

Для вложенных дополнений, выстраивается несколько уровней доступа.

Примеры сложного парсинга

Для обработки сложного ответа, можно добавить или выделить существующие циклы и условные конструкции извлечения.

Обработка ошибок

При конвертировании, а также на других этапах построения скриптов возможны ошибки, которых не стоит пугаться разработчикам и системным администраторам. В этом разделе, расскажем об их оперативном устранении. Умение поможет избежать сбоев в приложении.

Распространенные варианты:

1. JSONDecodeError. Возникает, когда есть серьезные погрешности, или обнаружено наличие неподдерживаемого языка.
2. KeyError. Вылетает при наличии несуществующего кода.

Как правильно обрабатывать исключения

Для исключений, есть блоки try-except. Представляем их наглядную демонстрацию.

Добавление блоков try-except

В этом случае, можно добавить виджет быстрого вычисления неполадок.

Оптимизация больших файлов

Большие элементы требуют особого подхода. Он поможет избежать нерационального распределения оперативной памяти. Грамотно проработанный код повысит быстродействие и продлит жизнь железа.

Примеры

Для объемных файлов, подойдет json.load()

Как эффективно обрабатывать массивы

При необходимости создания массивов, рекомендованы итераторы и генераторы. Они необходимы для экономии памяти и ускорения процесса обмена.

Генераторы и потоки

Генераторы позволяют итерировать, не загружая в память сервера. Это инструмент оптимизации при работе с большими файлами.

Продвинутые техники: библиотеки (jsonschema, simplejson)

Сторонние дополнения могут значительно увеличить быстродействие. Пришло время ознакомиться с продвинутыми инструментами, упрощающими жизнь опытных содателей цифровых продуктов.

Использование сторонних дополнений

• jsonschema – проверяет правильность написанного;
• simplejson – расширяет функциональность стандартного модуля, улучшая производительность.

Так проверка корректности с помощью jsonschema в корневой директории.

Преимущества simplejson

Simplejson корректно считывает объемные конструкции. Это поможет нам не терять времени при быстрой отправке.

Применение парсинга в проектах

Теперь, мы с вами рассмотрим парсинг, и связь с удаленными библиотеками. Давайте детально разберем эти операции. Нам нужно получить их с публичного источника.

Пример скрипта для автоматизированного получения прогноза погоды.

Заключение

Мы подробно разобрали, что такое JSON и как с ним взаимодействовать в Python. Нами были рассмотрели теоретическую часть, практические основы, выполнение распознавания многослойных вложений, а также функции, позволяющие быстро выявить и устранить проблемы, при их возникновении. Уверены, что подход, подразумевающий разбор на примере упростил изучение, и сэкономил время будущих и действующих разработчиков. 

Подведение итогов

Данный навык необходим для программистов и системных администраторов. Умение парсить позволяет разработчикам эффективно организовывать взаимодействие серверов с веб-сервисами.

Рекомендации по дальнейшему изучению

Для дальнейшего изучения, рекомендуем ознакомиться с официальной документацией, попрактиковаться во взаимодействии цифровых продуктов между собой, и изучить дополнительные тома: jsonschema и simplejson. Эти приемы значительно расширят ваши навыки разработки, администрирования и программирования.

Наше руководство подошло к концу. Не забывайте экспериментировать и искать новые способы для улучшения навыков. Спасибо за уделенное на прочтение время.