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【Python从入门到进阶】30、JSONPath的介绍和使用

jsonpath

接上篇《29、xpath抓取站长素材图片》
上一篇我们讲解了如何利用xpath来抓取站长素材网站的图片区首页的所有图片,本篇我们来介绍JSONPath的基础和具体使用。

一、JSONPath的基本概念

1、什么是JSONPath?

JSONPath是一种用于在JSON(JavaScript Object Notation)数据中定位和提取特定元素的查询语言。它类似于XPath对XML的作用,可以帮助我们轻松地按照特定的路径表达式从复杂的JSON结构中获取所需的数据。

使用JSONPath,您可以指定一个或多个路径表达式,以匹配JSON数据的特定部分。这些路径表达式由一系列操作符、通配符和属性键组成,用于描述所需数据的位置和结构。JSONPath还支持过滤器,可以根据条件筛选出满足要求的数据。

通过使用JSONPath,开发人员可以更有效地处理和解析JSON数据,同时减少冗余代码和手动遍历的工作量。它在Web开发、API集成、数据转换等领域具有广泛的应用。

2、JSONPath的作用和重要性

(1)数据提取和过滤:JSONPath可以帮助我们从复杂的JSON数据结构中提取所需的数据。它允许我们通过简洁的路径表达式定位并获取特定的JSON元素,从而简化了数据提取的过程。同时,JSONPath还支持过滤器,可以根据条件筛选出符合要求的数据,使数据过滤更加灵活和高效。

(2)数据导航和遍历:JSONPath提供了一种便捷的方式来导航和遍历JSON数据。通过使用路径表达式,我们可以按照特定的路径依次访问JSON对象的属性和数组元素,无需手动编写循环和条件语句进行遍历。这大大简化了处理嵌套JSON结构的代码逻辑,提高了开发效率。

(3)API集成和数据交互:在Web开发和API集成中,JSON是一种常见的数据格式。使用JSONPath,我们可以轻松地从API响应中提取所需数据,以满足前端页面或其他后续处理的需求。通过JSONPath,我们可以选择性地提取和展示数据,避免不必要的数据传输和处理,提升了网络通信效率。

(4)数据转换和处理:在数据转换和处理过程中,通常需要对JSON数据进行某种形式的转换、筛选或计算。JSONPath提供了灵活且强大的工具,可以在不改变原始JSON结构的基础上,对数据进行选择性修改、映射和聚合等操作。这在数据清洗、格式转换、数据分析等场景中非常有用。

二、JSON数据结构回顾

1、什么是JSON

JSON(JavaScript Object Notation)是一种轻量级的数据交换格式。
它基于JavaScript语言的子集,但已成为一种独立于编程语言的数据格式。

2、JSON的特点

人类可读性高:JSON使用简洁的键值对表示数据,易于阅读和理解。
数据格式简单:JSON由对象、数组、字符串、数字、布尔值和null等基本数据类型组成。
可嵌套和可扩展:可以在JSON中嵌套其他JSON对象,从而创建复杂的数据结构。
平台无关性:JSON数据可以在不同编程语言和平台之间进行传输和解析。

3、JSON数据类型

对象(Object):由一组键值对组成,用花括号{}表示。
数组(Array):由一组有序的值组成,用方括号[]表示。
字符串(String):由双引号或单引号包围的文本。
数字(Number):整数或浮点数形式的数值。
布尔值(Boolean):true或false。
空值(null):表示空或缺失值。

4、JSON对象和数组

对象是一种无序的键值对集合,每个键值对由一个属性名和对应的值构成。
数组是一个有序的值列表,可以包含任意数据类型的元素。

5、嵌套JSON结构

JSON允许在对象或数组中嵌套其他JSON对象或数组,从而形成复杂的数据结构。
嵌套的JSON结构可以通过路径表达式进行导航和访问。

6、JSON数据类型和结构示例

(1)JSON对象示例
  1. {
  2.   "name": "John",
  3.   "age": 30,
  4.   "city": "New York"
  5. }
(2)JSON数组示例
["apple", "banana", "orange"]
(3)嵌套JSON示例
  1. {
  2.   "name": "Alice",
  3.   "age": 25,
  4.   "address": {
  5.     "street": "123 Main St",
  6.     "city": "Los Angeles",
  7.     "zipcode": "90001"
  8.   },
  9.   "hobbies": ["reading", "painting", "traveling"]
  10. }
(4)复杂嵌套JSON示例
  1. {
  2.   "employees": [
  3.     {
  4.       "firstName": "John",
  5.       "lastName": "Doe",
  6.       "position": "Manager"
  7.     },
  8.     {
  9.       "firstName": "Jane",
  10.       "lastName": "Smith",
  11.       "position": "Developer"
  12.     }
  13.   ],
  14.   "company": {
  15.     "name": "ABC Corporation",
  16.     "address": {
  17.       "street": "456 Elm St",
  18.       "city": "Seattle",
  19.       "zipcode": "98101"
  20.     }
  21.   }
  22. }

接下来我们就会用JSONPath来取解析这些结构类型的JSON数据。

学习JSON的基本概念和数据结构,能使我们能更好地理解和操作JSON数据,同时为下面介绍JSONPath的语法和用法打下基础。

三、JSONPath表达式

JSONPath是一种用于在JSON数据结构中定位和提取数据的查询语言。它类似于XPath用于XML的查询语言。以下是JSONPath的一些常见语法:

注意:
●JSONPath的索引从0开始计数;
●JSONPath中字符串使用单引号表示,如:$store.book[?@.category=='reference']中的reference;
JSONPath常见的运算符:

JSONPath常见的函数:

四、JSONPath数据提取案例

样例JSON:

  1. {
  2.    "商店":{
  3.        "书籍":[{
  4.           "分类":"惊悚",
  5.           "作者":"R.L.斯坦",
  6.           "书名":"鸡皮疙瘩",
  7.           "价格":18.95
  8.        },{
  9.           "分类":"冒险",
  10.           "作者":"J.K.罗琳",
  11.           "书名":"哈利波特与火焰杯",
  12.           "书号":"ND-2131-34421",
  13.           "价格":52.99
  14.        },{
  15.           "分类":"科幻",
  16.           "作者":"刘慈欣",
  17.           "书名":"三体",
  18.           "价格":65.35
  19.        },{
  20.           "分类":"科幻",
  21.           "作者":"刘慈欣",
  22.           "书名":"流浪地球",
  23.           "价格":32.99
  24.        }],
  25.        "自行车":{
  26.           "品牌":"凤凰牌自行车",
  27.           "颜色":"红色",
  28.           "价格":150.3
  29.        }
  30.    }
  31. }

注:这里我们可以使用在线JSONPath解析器来测试我们的公式(样例网站:https://www.lddgo.net/string/jsonpath)。

测试样例:

测试结果(其中几个有代表性的样例):






我们也可以尝试用语法获取我们想要的其他维度数据,童鞋们不妨试试。

五、JSONPath与XPath的对比

JSONPath和XPath都是用于在数据结构中进行查询和导航的路径语言,但它们针对不同的数据格式。

1、数据格式:JSONPath专门用于查询和操作JSON格式的数据,而XPath主要用于XML格式的数据。

2、语法:JSONPath的语法相对简单,类似于JavaScript对象属性的访问方式,例如$.store.book[0].title。XPath的语法相对复杂,可以使用轴、谓词等功能来完成更复杂的查询操作。

3、功能:XPath提供了比JSONPath更强大的功能,包括节点选择、属性选择、命名空间支持、动态计算等。它还有一个完善的标准规范,支持更广泛的用例和应用。JSONPath则更专注于JSON数据的查询和操作。

4、生态系统:由于XPath的历史悠久和广泛应用于XML领域,有许多成熟的工具和库支持XPath查询。相比之下,JSONPath的生态系统相对较小,但在处理JSON数据时仍有一些支持库和工具可用。

下表仅就数据维度进行对比,两者分析的样本是不同的(XML和JSON):

综上所述,如果你的数据是JSON格式的,且只需要进行简单的查询和操作,那么JSONPath是一个简单而有效的选择;如果你的数据是XML格式的,或者需要进行更复杂的查询和处理,那么XPath可能更适合。

六、Python如何使用JSONPath

在Python中,通常使用使用内置的jsonpath库来处理JSONPath查询(也可以可以使用第三方库如jsonpath-ng或jsonpath-rw)。

在使用前要通过“pip install jsonpath”命令安装jsonpath库。以下是使用jsonpath库的示例代码:

  1. import json
  2. from jsonpath import jsonpath
  3. # 示例 JSON 数据
  4. data = '''
  5.     {
  6.        "商店":{
  7.            "书籍":[{
  8.               "分类":"惊悚",
  9.               "作者":"R.L.斯坦",
  10.               "书名":"鸡皮疙瘩",
  11.               "价格":18.95
  12.            },{
  13.               "分类":"冒险",
  14.               "作者":"J.K.罗琳",
  15.               "书名":"哈利波特与火焰杯",
  16.               "书号":"ND-2131-34421",
  17.               "价格":52.99
  18.            },{
  19.               "分类":"科幻",
  20.               "作者":"刘慈欣",
  21.               "书名":"三体",
  22.               "价格":65.35
  23.            },{
  24.               "分类":"科幻",
  25.               "作者":"刘慈欣",
  26.               "书名":"流浪地球",
  27.               "价格":32.99
  28.            }]
  29.        }
  30.     }
  31. '''
  32. # 解析 JSON 数据
  33. json_data = json.loads(data)
  34. # 进行 JSONPath 查询
  35. titles = jsonpath(json_data, "$.商店.书籍[*].书名")
  36. # 打印匹配结果
  37. for title in titles:
  38.     print(title)

输出结果为:

首先,我们解析了JSON数据字符串,并将其转换为Python对象。然后,通过调用jsonpath函数并传入JSON数据和JSONPath表达式$.store.book[*].title,进行查询操作,最后打印匹配的结果。

以上就是关于JSONPath的介绍和使用分享,下一篇我们来做一个JSONPath来解析淘票票的实战。


参考:尚硅谷Python爬虫教程小白零基础速通教学视频、JSON语法手册

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