py3笔记8:json&json结构的校验

1. Json模块

python中使用json模块实现python对象与json的转换

  • json.dumps():Python对象转换为Json Object(JSON字符串)
  • json.loads() :Json对象(已编码的JSON字符串)转换为python 对象
    Python 编码为 JSON 类型转换对应表:
    image.png

    JSON 解码为 Python 类型转换对应表:
    image.png
import json

res = {"success": True,
       "code": "200",
       "msg": None,
       "data": [{"belongEndCode": "EMBEDDED", "belongEndDesc": "嵌入式"},
                {"belongEndCode": "PANEL", "belongEndDesc": "面板"},
                {"belongEndCode": "CLOUD", "belongEndDesc": "云端"},
                {"belongEndCode": "IOS", "belongEndDesc": "iOS"},
                {"belongEndCode": "SMALL_PROGRAM", "belongEndDesc": "小程序"},
                {"belongEndCode": "WEB", "belongEndDesc": "Web前端"}],
       "t": 1648869618886}

json_res = json.dumps(res, ensure_ascii=False) 
print(json_res)
print(type(json_res))  # <class 'str'>
# 对python而言,实际是json编码的字符串
1.1 dumps的参数
  1. ensure_ascii=False, 则返回结果不含ascII字符,解决中文乱码问题。
  2. sort_keys是告诉编码器按照字典key排序(a到z)输出。
json_res = json.dumps(res, ensure_ascii=False, sort_keys=True)  # 添加sort_keys的传参
#输出结果
{"code": "200", "data": [{"belongEndCode": "EMBEDDED", "belongEndDesc": "嵌入式"}, {"belongEndCode": "PANEL", "belongEndDesc": "面板"}, {"belongEndCode": "CLOUD", "belongEndDesc": "云端"}, {"belongEndCode": "IOS", "belongEndDesc": "iOS"}, {"belongEndCode": "ANDROID", "belongEndDesc": "Android"}, {"belongEndCode": "SMALL_PROGRAM", "belongEndDesc": "小程序"}, {"belongEndCode": "H5", "belongEndDesc": "H5"}, {"belongEndCode": "WEB", "belongEndDesc": "Web前端"}, {"belongEndCode": "PC", "belongEndDesc": "PC端"}], "msg": null, "success": true, "t": 1648869618886}
  1. indent参数根据数据格式缩进显示,读起来更加清晰, indent的值,代表缩进空格式
json_res = json.dumps(res, ensure_ascii=False, sort_keys=True, indent=4)  # 添加indent,一般使用4代表一个Tab键的缩进
# 输出结果:
{
    "code": "200",
    "data": [
        {
            "belongEndCode": "CLOUD",
            "belongEndDesc": "云端"
        },
        {
            "belongEndCode": "PC",
            "belongEndDesc": "PC端"
        }
    ],
    "msg": null,
    "success": true,
    "t": 1648869618886
}
  1. skipkeys参数,在encoding过程中,dict对象的key只可以是string对象,如果是其他类型,那么在编码过程中就会抛出ValueError的异常。skipkeys可以跳过那些非string对象当作key的处理.
    skipkeys
1.2 json文件

要处理的是文件而不是字符串,你可以使用json.dump()json.load() 来编码和解码JSON数据

# 写入 JSON 数据
with open('data1.json', 'w', encoding="utf-8") as f:
    json.dump(res, f)  # res为python对象

# 读取数据
with open('data1.json', 'r', encoding="utf-8") as f:
    data = json.load(f)

2. JsonSchema

Json Schema是一个用于验证Json数据结构的强大工具
使用范围:接口测试中数据值校验、数据类型校验、json数据结构校验
官网:https://json-schema.org/understanding-json-schema/conventions.html
安装:pip install jsonschema

2.1 type关键字

type 关键字是json模式的基础,指定架构的数据类型:string、number、object、array、boolean、null

from jsonschema import validate
# json.dumps中indent存在是,校验json_schema也不通过
# json.dumps中sort_keys存在时,排序也会影响校验结果
# 不需要将python对象dumps成json

res = 1
json_schema = {"type": "string"}
validate(res, json_schema)  # 校验,若不匹配则报错
# jsonschema.exceptions.ValidationError: instance is not of type 'xxx'

# 多个类型
res = 2
json_schema = {"type": ["string", "object"]}
validate(res, json_schema)  # 校验,若不匹配则报错
# jsonschema.exceptions.ValidationError: 2 is not of type 'string', 'object'

2.2 object关键字

object关键字,在python中对应的是dict类型

  • 属性properties
    用于定对象上的属性(即dict的键)
res = {
    "code": "200",
    "data": [{"name": 123}, {"name", 3}],
    "msg": None,
    "success": True,
    "t": 1648869618886
}
json_schema = {
    "type": "object",
    "properties": {
        "code": {"type": "string"},
        "data": {"type": "array"},
        "msg": {"type": "null"},
        "success": {"type": "boolean"},
        "t": {"type": "number"}
    }
}
validate(res, json_schema)
  • 必需属性required
    properties不需由关键字定义的属性,也可以使用required关键字来提供所需属性的列表
    required 接受一个或多个字符串的数组。且每个字符串必须是唯一的。
res = {
    "code": "200",
    "data": [{"name": 123}, {"name", 3}],
    "msg": None,
    "success": True,
    "t": 1648869618886
}
json_schema = {
    "type": "object",
    "required": ["t", "msg"]
}
validate(res, json_schema)
# 必需属性的缺失会报错:jsonschema.exceptions.ValidationError: 'datas' is a required property
# 必需参数不校验属性的排序
  • 属性数 minPropertiesmaxProperties
    限制对象上的属性数。这些中的每一都必需是非负整数
json_schema = {
    "type": "object",
    "minProperties": 4,  # 最少
    "maxProperties": 5 # 最多
}
validate(res, json_schema)
# 报错信息:jsonschema.exceptions.ValidationError: xxx has too many properties 或 xxx does not have enough properties

2.3 array关键字

数组属性array,用于有序元素
在python中,array类似于list或tuple

  • items
    数组的元素,可能是任何类型,但根据某模式验证数组的项通常很有用。使用itemsadditionalItems关键字来完成
    items 是单个模式,针对数组中每一个项目而言

在Json,通常有2种方式验证
1. 列表验证:任意长度的序列,其中每个元素匹配相同的模式
2. 元组验证:一个固定长度的序列,其中每个项目可能具有不同的模式

# res = [1, "2", [3], {"f": 4}, (5,)]
res = [1, "2", [3], {"f": 4}]
# print(type(res[4]))  # <class 'tuple'>

1. 列表验证

res = [1, 2, 3, 4, 5]
 json_schema = {
     "type": "array",
     "items": {"type": "number"}
}
 validate(res, json_schema)
# 不匹配报错:jsonschema.exceptions.ValidationError: '2' is not of type 'number'

2. 元组验证
针对每一个元素解释说明,默认校验schema中设置的前n项
将items关键字设置成一个数组, 其中每个项目都是一个与文档数组的每个索引相对应的模式,
也就是一个数组, 第一个元素模式验证输入数组的第一个元素. 第二个元素模式验证输入数组的第二个元素

json_schema = {
     "type": "array",
     "items": [
         {"type": "number"},
         {"type": "string"},
         {"type": "array", "items": {"type": "number"}},
         {"type": "object"},
         {"type": "string"}    # python中tuple对应的是json中的??
     ]
 }
 validate(res, json_schema)
  • additionlItems 关键字
    控制是否有超出schema中定义的数组的其他项,默认True;若设置为False,则不允许数组中的额外项
res = [1, "2", [3], {"f": 4}, "5", (6,)]
# validate(res, json_schema)  # 默认True,允许数组中额外项
json_schema = {
    "type": "array",
    "items": [
        {"type": "number"},
        {"type": "string"},
        {"type": "array", "items": {"type": "number"}},
        {"type": "object"}
    ],
    "additionalItems": False
}
# validate(res, json_schema)
# 校验不通过,则报错jsonschema.exceptions.ValidationError: Additional items are not allowed ('5', (6,) were unexpected)
  • 长度minItemsmaxitems
    每个关键字的值都必须是非负数。无论是对List还是tuple验证,这些字段都是有效的
json_schema = {
    "type": "array",
    "minItems": 3,
    "maxItems": 3
}
validate(res, json_schema)
# 校验失败,报错:jsonschema.exceptions.ValidationError: xxx is too short 或 xxx is too long
  • 唯一性uniqueItems
res = [1, 1, 2]
json_schema = {
    "type": "array",
    "uniqueItems": True
}
validate(res, json_schema)
# 存在重复数据时,报错:jsonschema.exceptions.ValidationError: xxx has non-unique elements

2.4 通用关键字

  • 元数据
    json模式包含几个关键字, title, descriptiondefault, 不严格用来校验格式,但用来描述模式的一部分。
    在title和description管家你必须是字符串

  • 枚举值enum
    enum关键字用于限制值, 以一个固定的一组值, 它必须是一个必须包含一个元素的数组,其中每个元素都是唯一的。

{ 
  ‘type’ : ‘string’, 
  ‘enum’: [‘red’, ‘green’] 
}
# 如果检验字段的值在枚举中是通过的, 如果不是无法校验通过。

2.5 组合模式

例如, 在以下的模式, anyOf关键字用于表示给定值可能对任何给定的子模式有效。第一个子模式需要一个最大长度为5的字符串。第二个子模式需要一个最小值为0的数字。只要一个值对这些模式中的任何一个进行验证,它就被认为整个组合模式有效。
{ ‘anyOf’: [ {‘type’: ‘string’, ‘maxLength’: 5}, {‘type’:’string’, ‘minimum’: 0 }]}

用于组合模式的关键字是:

  • anyOf: 必须对任何子模式有效(一个或多个)
  • oneOf: 必须仅对其中一个子模式有效
  • allOf: 必须对所有子模式有效
  • anyOf
    要进行验证anyOf,给定数据必须对任何(一个或多个)给定子模式有效。
{
  “anyOf” : [
    { “type” : “string” },
    { “type” : “number” }
  ]
}
# 如果是 “您好”, pass 
# 如果是 33, pass 
# 如果是 [‘ddd’, 33], false
等同于 
{
 “type” :[ “string” ,“number” ]
}
  • oneOf
    要进行验证oneOf,给定数据必须仅对其中一个给定子模式有效。
{
  “oneOf” : [
    { “type” : “number” , “multipleOf” : 5 },
    { “type” : “number” , “multipleOf” : 3 }
  ]  
}
如果是5的倍数, pass 
如果是3的倍数, pass 
如果是5和3的倍数, false
  • allOf
    要进行验证allOf,给定数据必须对所有给定的子模式有效。
{
  “allOf” : [
    { “type” : “string” },
    { “maxLength” : 5 }
  ]
}

2.6 $schema关键字

该$schema关键字用于声明JSON片段实际上是JSON模式的一部分。它还声明了针对该模式编写的JSON Schema标准的哪个版本。

建议所有JSON模式都有一个$schema条目,该条目必须位于根目录下。因此,大多数情况下,您需要在架构的根目录下:

“$ schema” : “http://json-schema.org/schema#


3. 参考

  1. jsonschema+装饰器 实现更简单的python参数校验
  2. JsonSchema使用详解
  3. python3 json数据解析
  4. json.dumps参数说明
  5. JSON Schema 规范文档(中文版)
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