JSON in Python¶

Obiettivi della Lezione¶

Al termine di questa lezione, sarai in grado di:

• Comprendere cos’è JSON e perché è ampiamente utilizzato.
• Leggere e scrivere dati in formato JSON utilizzando Python.
• Serializzare (convertire) oggetti Python in stringhe JSON.
• Deserializzare (ricostruire) oggetti Python da stringhe JSON.
• Utilizzare il modulo json di Python per manipolare i dati JSON efficacemente.

Introduzione¶

JSON (JavaScript Object Notation) è un formato leggero per lo scambio di dati, facile da leggere e scrivere sia per gli esseri umani che per le macchine. Grazie alla sua semplicità e alla sua compatibilità con molti linguaggi di programmazione, JSON è diventato uno standard de facto per la trasmissione di dati tra applicazioni web e server.

Python offre un supporto nativo per JSON tramite il modulo json, che consente di convertire facilmente tra oggetti Python e stringhe JSON. Questa lezione esplorerà come utilizzare il modulo json per lavorare con dati JSON in Python.

Spiegazione Teorica¶

Cos’è JSON?¶

JSON è un formato di testo per la rappresentazione di strutture dati e oggetti. È basato su una sottoinsieme della notazione di oggetto di JavaScript, ma è indipendente dal linguaggio, il che lo rende ideale per lo scambio di dati tra sistemi diversi.

Esempio di un oggetto JSON:

{
  "nome": "Mario",
  "età": 30,
  "città": "Roma",
  "hobby": ["lettura", "viaggi", "cinema"]
}

Il Modulo json di Python¶

Python include il modulo json per lavorare con JSON. Questo modulo fornisce metodi per:

• Serializzare oggetti Python in stringhe JSON (dump e dumps).
• Deserializzare stringhe JSON in oggetti Python (load e loads).

Serializzazione: Convertire Oggetti Python in JSON¶

La serializzazione è il processo di conversione di un oggetto Python in una stringa JSON.

Funzioni principali:

• json.dump(obj, fp): scrive l’oggetto serializzato nel file fp.
• json.dumps(obj): restituisce una stringa JSON rappresentante l’oggetto obj.

Deserializzazione: Convertire JSON in Oggetti Python¶

La deserializzazione è il processo inverso, ovvero convertire una stringa JSON in un oggetto Python.

Funzioni principali:

• json.load(fp): legge una stringa JSON dal file fp e restituisce l’oggetto Python corrispondente.
• json.loads(s): converte la stringa JSON s in un oggetto Python.

Tipi di Dati Compatibili¶

La conversione tra tipi di dati Python e JSON avviene come segue:

Esempi Pratici di Codice¶

Serializzare un Oggetto Python in JSON¶

Spiegazione:

• Importiamo il modulo json.
• Creiamo un dizionario Python dati.
• Usiamo json.dumps(dati) per convertire il dizionario in una stringa JSON.
• Stampiamo la stringa JSON risultante.

Deserializzare una Stringa JSON in un Oggetto Python¶

Spiegazione:

• Definiamo una stringa JSON dati_json.
• Usiamo json.loads(dati_json) per convertire la stringa JSON in un oggetto Python.
• Stampiamo l’oggetto Python risultante.

Scrivere Dati JSON su un File¶

Spiegazione:

• Apriamo (o creiamo) un file dati.json in modalità scrittura.
• Usiamo json.dump(dati, file) per scrivere l’oggetto serializzato nel file.

Leggere Dati JSON da un File¶

Spiegazione:

• Apriamo il file dati.json in modalità lettura.
• Usiamo json.load(file) per leggere e deserializzare i dati.
• Stampiamo l’oggetto Python ottenuto.

Esercizi Interattivi¶

Esercizio 1: Serializzazione Personalizzata¶

Crea un dizionario Python che contiene le seguenti informazioni su un libro:

• Titolo
• Autore
• Anno di pubblicazione
• Generi (lista di generi)

Serializza questo dizionario in una stringa JSON e stampala.

Soluzione:

Esercizio 2: Deserializzazione da Stringa¶

Hai ricevuto la seguente stringa JSON:

'{"nome": "Elisa", "età": 27, "linguaggi": ["Python", "Java", "C++"]}'

Deserializza questa stringa in un oggetto Python e accedi al secondo linguaggio della lista.

Soluzione:

Esercizio 3: Lettura e Scrittura su File¶

Scrivi un programma Python che:

1. Crea un elenco di dizionari, ognuno dei quali rappresenta uno studente con nome, età e voto finale.
2. Scrive questo elenco in un file studenti.json.
3. Legge i dati dal file studenti.json e stampa la lista degli studenti.

Soluzione:

Buone Pratiche e Consigli¶

• Gestione degli Errori: Quando si lavora con dati esterni, come file JSON ricevuti da un’API, è importante gestire le possibili eccezioni utilizzando blocchi try...except per catturare errori di parsing o file mancanti.

  try:
      with open('dati.json', 'r') as file:
          dati = json.load(file)
  except FileNotFoundError:
      print("Il file non esiste.")
  except json.JSONDecodeError:
      print("Errore nel decodificare il JSON.")
  

• Formattazione Leggibile: Quando si scrive JSON su un file o si stampa sullo schermo, puoi utilizzare i parametri indent e sort_keys per migliorare la leggibilità.

  dati_json = json.dumps(dati, indent=4, sort_keys=True)
  print(dati_json)
  

• Conversione di Oggetti Personalizzati: Se hai oggetti Python personalizzati, puoi definire una funzione di serializzazione personalizzata.

  def serializza_obj(obj):
      return obj.__dict__
  
  json_str = json.dumps(oggetto_personalizzato, default=serializza_obj)
  

• Evitare Dati Sensibili: Assicurati di non serializzare informazioni sensibili o personali in JSON, soprattutto quando i dati saranno trasmessi su reti non sicure.

Conclusione¶

In questa lezione, abbiamo esplorato come Python interagisce con il formato JSON utilizzando il modulo integrato json. Abbiamo visto come serializzare e deserializzare dati, leggere e scrivere file JSON, e applicare queste conoscenze in esempi pratici.

La capacità di lavorare con JSON è fondamentale per sviluppare applicazioni moderne che comunicano con API web, servizi remoti e applicazioni diverse.

Risorse Aggiuntive¶

• Documentazione Ufficiale Python: JSON
• Libro Consigliato: Python Crash Course di Eric Matthes
• Video Tutorial: Working with JSON Data using the json Module