17.8、解析JSON数据
JSON是JavaScript Object Notation的缩写，是一种轻量级的数据交换格式。JSON基于ECMAScript的一个子集。本节将详细讲解使用Python语言解析JSON数据的知识。
17.8.1、类型转换
在JSON的编码和解码过程中，Python的原始类型与JSON类型会相互转换。其中从Python类型编码为JSON类型的转换关系如表17-6所示。
从JSON类型解码为Python类型的转换关系如表17-7所示。
17.8.2、编码和解码
在Python程序中，可以使用JSON模块来对JSON数据进行编码和解码操作，其中包含了如下所示的两个函数。
" json.dumps()：对数据进行编码。
" json.loads()：对数据进行解码。
下面的实例代码演示了将Python 字典类型转换为JSON对象的过程。
实例17-11 将Python字典类型转换为JSON对象
源码路径 daima\17\17-11
实例文件js.py的具体实现代码如下所示。
import json #Python将字典类型转换为JSON对象 data = { 'no' : 1, 'name' : 'laoguan', 'url' : 'http://www.toppr.net' } json_str = json.dumps(data) print ("Python 原始数据：", repr(data)) print ("JSON 对象：", json_str) |
执行后的效果如图17-12所示。通过输出结果可以看出，简单类型通过编码后与其原始的repr()输出结果非常相似。
接着上面的实例17-11，在下面的实例中，可以将一个JSON编码的字符串转换回一个Python数据结构。
实例17-12 将JSON对象转换为Python字典
源码路径 daima\17\17-12
实例文件fan.py的具体实现代码如下所示。
import json #将字典类型转换为JSON对象 data1 = { 'no' : 1, 'name' : 'laoguan', 'url' : 'http://www.toppr.net' } json_str = json.dumps(data1) print ("Python 原始数据：", repr(data1)) print ("JSON 对象：", json_str) # 将 JSON 对象转换为字典 data2 = json.loads(json_str) print ("data2['name']: ", data2['name']) print ("data2['url']: ", data2['url']) |
执行后的效果如图17-13所示。
在Python程序中，如果要处理的是JSON文件而不是字符串，那么可以使用函数json.dump()和函数json.load()来编码和解码JSON数据。例如下面的演示代码。
#写入JSON数据 with open('data.json', 'w') as f: json.dump(data, f) #读取数据 with open('data.json', 'r') as f: data = json.load(f) |
17.9、技术解惑
17.9.1、详细剖析客户端/服务器编程模型
客户端/服务器编程模型是基于可靠连接的通信模型。通信的双方必须使用各自的IP地址以及端口进行通信。否则，通信过程将无法实现。通常情况下，当用户使用C/S模型进行通信时，其通信的任意一方称为客户端，而另一方称为服务器端。
服务器端等待客户端连接请求的到来，这个过程称为监听过程。通常，服务器监听功能是在特定的IP地址和端口上进行。然后，客户端向服务器发出连接请求，服务器响应该请求，则连接成功。否则，客户端的连接请求失败。客户端/服务器编程模型如图17-14所示。
由于客户端连接服务器时，需要使用服务器的IP地址和监听端口号才能完成连接，所以服务器的IP地址和端口必须是固定的。在这里，向用户介绍部分协议所使用的端口号码。例如，HTTP协议（网页浏览服务）所使用的端口号为80，FTP协议（文本传输）所使用的端口号是21。
在现实应用中，最常见的客户端/服务器应用模式是动态Web网站。动态网站的工作原理非常简单，如图17-15所示。
本地计算机是指用户正在使用的、浏览站点页面的机器。对于本地计算机来说，最重要的构成模块是Web浏览器，其中浏览器有IE、Firefox和谷歌等。浏览器是WWW（World Wide Web，万维网）系统的重要组成部分，它是运行在本地计算机中的程序，负责向服务器发送请求，并且将服务器返回的结果显示给用户。用户就是通过浏览器这个窗口来分享网上丰富的资源的。常见的网页浏览器有Internet Explorer、Firefox、Opera和Safari。
远程服务器是一种高性能计算机，作为网络的节点，存储、处理网络上80％的数据、信息，因此也称为网络的灵魂。它是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能计算机，在网络操作系统的控制下，它将与其相连的硬盘、磁带、打印机、调制解调器及各种专用通信设备与网络上的客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、信息发表及数据管理等服务。它的高性能主要体现在高速的运算能力、长时间可靠的运行状况、强大的外部数据吞吐能力等方面。远程服务器的主要功能是接收客户浏览器发来的请求，然后分析请求并给予响应，响应的信息通过网络返回给用户浏览器。
接下来开始讲解Web应用程序的工作原理，用户访问互联网资源的前提是必须首先获取站点的地址，然后通过页面链接来浏览具体页面的内容。其实上述过程是通过浏览器和服务器进行的。下面以访问搜狐网为例，详细讲解Web应用程序的工作原理。
（1）在浏览器地址栏中输入搜狐网的首页地址"http://www.sohu.com"。
（2）用户浏览器向服务器发送访问搜狐网首页的请求。
（3）服务器获取客户端的访问请求。
（4）服务器处理请求。如果请求页面是静态文档，则只须将此文档直接传送给浏览器即可；如果是动态文档，则将处理后的静态文档发送给浏览器。
（5）将处理后的结果在客户端浏览器中显示。
17.9.2、详细剖析类HTTPConnection中的方法
在Python程序中，类HTTPConnection的构造方法的语法格式如下所示。
| HTTPConnection (host, port=None,[ timeout, ] source.address=None) |
" host：服务器地址，可以使用www.***.com:8080模式。
" port：用来指定访问的服务器端口。如果不提供，则从host提取；否则，使用80端口。
" timeout：指定超时秒数。
在Python程序中，HTTPConnection对象的主要方法是request()。此方法的语法格式如下所示。
| Request（method, url, body, headers） |
" method：发送方式，一般为"GET"或"POST"。
" url：进行操作的URL。
" body：发送的数据。
" headers：发送的HTTP头。
当向服务器发送请求后，可以使用HTTPConnection对象中的方法getresponse()返回一个HTTPResponse对象。使用HTTPConnection对象中的方法close()可以关闭同服务器的连接。除了使用request()方法以外，还可以依次使用如下的方法向服务器发送请求。
" 方法putrequest()。
方法putrequest()在连接到服务器后第一个调用，功能是发送method字符串、url字符串、 HTTP版本（HTTP/1.1）的行数据到服务器。当设置skip_host为非False值时可禁止自动发送到主机；当设置skip_accept_encoding为非False值时可以禁止接受编码。skip_accept_encoding为Python2.4中添加的。方法putrequest()的语法格式如下所示。
| putrequest(method, url[, skip_host[, skip_accept_encoding]]) |
" 方法putheader()。
方法putheader()的功能是发送一个RFC 822样式头到服务器。它发送header、一个冒号和一个空格以及第一个参数到服务器。如果有更多参数，就会发送多行，每行由一个制表符和一个参数组成。方法putheader()的语法格式如下所示。
| putheader(header, argument[, ...]) |
" 方法endheaders()。
方法endheaders()的功能是发送空行到服务器，设置header的结束。可选参数message_ body用来传递与请求相关的消息正文。如果传递的消息正文是字符串，则将在消息头的包中发送；否则，使用单独的数据包进行发送。从Python 2.7开始加入了message_body。方法endheaders()的语法格式如下所示。
| endheaders(message_body=None) |
" 方法send()。
方法send()的功能是将数据发送到服务器，在endheaders()之后、getresponse()之前使用。
17.10、课后练习
（1）编写一个机器人聊天程序，要求同时实现客户端和服务器端。
（2）编写一个文件上传程序，要求同时实现客户端和服务器端。
（3）编写一个程序，利用select监听终端。
（4）编写一个程序，利用select实现伪同时处理多个套接字客户端请求，要求同时实现客户端和服务器端。
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