python如何解析多层嵌套的json

Python解析多层嵌套的JSON可以通过使用内置的json模块、递归函数、pandas库、jsonpath库等方法来实现。其中，使用递归函数是最常见的方法，可以灵活处理任意深度的嵌套结构。接下来我们将详细描述如何使用这些方法解析多层嵌套的JSON。

一、使用内置的`json`模块

Python自带的json模块提供了解析JSON数据的功能，非常便捷。使用json.loads()将JSON字符串解析为Python的字典或列表，然后通过递归函数逐层访问嵌套的结构。

1.1 加载JSON数据

首先，我们需要加载JSON数据。假设我们有以下多层嵌套的JSON字符串：

{
  "name": "John",
  "age": 30,
  "address": {
    "street": "123 Main St",
    "city": "New York",
    "coordinates": {
      "latitude": 40.7128,
      "longitude": -74.0060
    }
  },
  "phoneNumbers": [
    {"type": "home", "number": "212 555-1234"},
    {"type": "office", "number": "646 555-4567"}
  ]
}

我们可以使用以下代码将其加载为Python字典：

import json
json_data = '''{
  "name": "John",
  "age": 30,
  "address": {
    "street": "123 Main St",
    "city": "New York",
    "coordinates": {
      "latitude": 40.7128,
      "longitude": -74.0060
    }
  },
  "phoneNumbers": [
    {"type": "home", "number": "212 555-1234"},
    {"type": "office", "number": "646 555-4567"}
  ]
}'''
data = json.loads(json_data)

1.2 递归解析多层嵌套JSON

解析多层嵌套的JSON可以使用递归函数，该函数会遍历字典和列表，并逐层访问嵌套的结构。

def parse_json(data, indent=0):
    if isinstance(data, dict):
        for key, value in data.items():
            print('  ' * indent + str(key) + ":")
            parse_json(value, indent + 1)
    elif isinstance(data, list):
        for item in data:
            parse_json(item, indent)
    else:
        print('  ' * indent + str(data))
parse_json(data)

以上代码将逐层打印出JSON结构，方便查看嵌套内容。

二、使用`pandas`库

Pandas库提供了强大的数据处理功能，可以将JSON数据转换为DataFrame，便于进一步分析和处理。

2.1 将JSON数据转换为DataFrame

可以使用pandas.json_normalize()函数将嵌套的JSON数据展平为DataFrame：

import pandas as pd
将JSON数据转换为DataFrame
df = pd.json_normalize(data)
print(df)

2.2 处理多层嵌套JSON

对于更复杂的嵌套结构，可以通过record_path和meta参数指定嵌套路径和元数据字段：

df = pd.json_normalize(data, record_path=['phoneNumbers'], meta=['name', 'age', ['address', 'city'], ['address', 'coordinates', 'latitude'], ['address', 'coordinates', 'longitude']])
print(df)

三、使用`jsonpath`库

jsonpath库提供了一种类似XPath的语法，可以方便地查询和解析嵌套的JSON数据。

3.1 安装`jsonpath-ng`库

首先，需要安装jsonpath-ng库：

pip install jsonpath-ng

3.2 使用`jsonpath-ng`解析JSON

使用jsonpath-ng库可以方便地查询嵌套的JSON数据：

from jsonpath_ng import jsonpath, parse
创建JSONPath表达式
jsonpath_expr = parse('$.address.coordinates.latitude')
查找匹配的值
match = jsonpath_expr.find(data)
for item in match:
    print(item.value)

四、手动解析

手动解析适用于结构固定的JSON数据，通过直接访问字典和列表的方式解析嵌套内容。

4.1 直接访问嵌套内容

对于结构固定的JSON数据，可以通过直接访问字典和列表的方式解析嵌套内容：

name = data['name']
age = data['age']
street = data['address']['street']
city = data['address']['city']
latitude = data['address']['coordinates']['latitude']
longitude = data['address']['coordinates']['longitude']
home_phone = data['phoneNumbers'][0]['number']
office_phone = data['phoneNumbers'][1]['number']
print(f"Name: {name}, Age: {age}, Street: {street}, City: {city}")
print(f"Coordinates: ({latitude}, {longitude})")
print(f"Home Phone: {home_phone}, Office Phone: {office_phone}")

4.2 处理复杂的嵌套结构

对于更复杂的嵌套结构，可以结合递归函数和手动解析的方法进行处理：

def get_value(data, keys):
    for key in keys:
        if isinstance(data, dict) and key in data:
            data = data[key]
        else:
            return None
    return data
latitude = get_value(data, ['address', 'coordinates', 'latitude'])
longitude = get_value(data, ['address', 'coordinates', 'longitude'])
print(f"Coordinates: ({latitude}, {longitude})")