代码实例：Python 爬虫抓取与解析 JSON 数据

在现代网络爬虫开发中，JSON 数据格式因其简洁和易于解析的特性而被广泛使用。许多网站和 API 都提供 JSON 格式的响应数据，这使得爬取和解析 JSON 数据成为爬虫开发中的一个重要技能。本文将详细介绍如何使用 Python 爬虫抓取和解析 JSON 数据，包括基本概念、常用工具和完整的代码实例。

一、JSON 数据格式简介

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，易于阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。JSON 数据通常以键值对的形式组织，支持以下几种数据类型：

字符串：用双引号括起来的文本。
数字：整数或浮点数。
布尔值 ：true 或 false。
数组：用方括号括起来的有序数据集合。
对象：用花括号括起来的键值对集合。

以下是一个简单的 JSON 示例：

复制代码

{
  "name": "John Doe",
  "age": 30,
  "is_student": false,
  "courses": ["Math", "Science", "History"],
  "address": {
    "street": "123 Main St",
    "city": "Anytown",
    "state": "CA"
  }
}

二、Python 爬虫抓取 JSON 数据

（一）使用 `requests` 库

requests 是 Python 中最常用的 HTTP 库之一，用于发送 HTTP 请求。它支持多种请求方法（如 GET、POST、PUT、DELETE 等），并且可以方便地处理 JSON 数据。

以下是一个使用 requests 库抓取 JSON 数据的示例：

复制代码

import requests

# 目标 URL
url = "https://api.example.com/data"

# 发送 GET 请求
response = requests.get(url)

# 检查请求是否成功
if response.status_code == 200:
    # 将响应内容解析为 JSON
    data = response.json()
    print(data)
else:
    print(f"请求失败，状态码：{response.status_code}")

（二）处理请求参数

在实际应用中，你可能需要向 API 传递参数，如查询字符串或请求体。requests 库允许你通过 params 和 json 参数方便地处理这些情况。

以下是一个示例，展示如何向 API 传递查询字符串和 JSON 请求体：

复制代码

import requests

# 目标 URL
url = "https://api.example.com/data"

# 查询字符串参数
params = {
    "key1": "value1",
    "key2": "value2"
}

# JSON 请求体
json_data = {
    "name": "John Doe",
    "age": 30
}

# 发送 POST 请求
response = requests.post(url, params=params, json=json_data)

# 检查请求是否成功
if response.status_code == 200:
    # 将响应内容解析为 JSON
    data = response.json()
    print(data)
else:
    print(f"请求失败，状态码：{response.status_code}")

三、解析 JSON 数据

（一）使用 `json` 模块

Python 的标准库中提供了 json 模块，用于解析和生成 JSON 数据。json.loads() 方法可以将 JSON 字符串解析为 Python 对象，而 json.dumps() 方法可以将 Python 对象转换为 JSON 字符串。

以下是一个解析 JSON 数据的示例：

复制代码

import json

# JSON 字符串
json_str = '''
{
  "name": "John Doe",
  "age": 30,
  "is_student": false,
  "courses": ["Math", "Science", "History"],
  "address": {
    "street": "123 Main St",
    "city": "Anytown",
    "state": "CA"
  }
}
'''

# 将 JSON 字符串解析为 Python 对象
data = json.loads(json_str)

# 访问解析后的数据
print("Name:", data["name"])
print("Age:", data["age"])
print("Courses:", data["courses"])
print("Address:", data["address"]["street"], data["address"]["city"], data["address"]["state"])

（二）处理嵌套数据

JSON 数据通常包含嵌套结构，如对象和数组。在 Python 中，嵌套的 JSON 数据会转换为嵌套的字典和列表。你可以通过多级索引访问嵌套数据。

以下是一个处理嵌套 JSON 数据的示例：

复制代码

import json

# JSON 字符串
json_str = '''
{
  "name": "John Doe",
  "age": 30,
  "is_student": false,
  "courses": ["Math", "Science", "History"],
  "address": {
    "street": "123 Main St",
    "city": "Anytown",
    "state": "CA"
  }
}
'''

# 将 JSON 字符串解析为 Python 对象
data = json.loads(json_str)

# 访问嵌套数据
print("Name:", data["name"])
print("Age:", data["age"])
print("Courses:", data["courses"])
print("Address:", data["address"]["street"], data["address"]["city"], data["address"]["state"])

四、完整代码实例

以下是一个完整的代码实例，展示如何使用 Python 爬虫抓取和解析 JSON 数据：

（一）抓取 JSON 数据

复制代码

import requests

# 目标 URL
url = "https://api.example.com/data"

# 发送 GET 请求
response = requests.get(url)

# 检查请求是否成功
if response.status_code == 200:
    # 将响应内容解析为 JSON
    data = response.json()
    print(data)
else:
    print(f"请求失败，状态码：{response.status_code}")

（二）解析 JSON 数据

复制代码

import json

# JSON 字符串
json_str = '''
{
  "name": "John Doe",
  "age": 30,
  "is_student": false,
  "courses": ["Math", "Science", "History"],
  "address": {
    "street": "123 Main St",
    "city": "Anytown",
    "state": "CA"
  }
}
'''

# 将 JSON 字符串解析为 Python 对象
data = json.loads(json_str)

# 访问解析后的数据
print("Name:", data["name"])
print("Age:", data["age"])
print("Courses:", data["courses"])
print("Address:", data["address"]["street"], data["address"]["city"], data["address"]["state"])

五、常见问题与解决方法

（一）请求失败

问题：请求失败，返回非 200 状态码。 解决方法：

检查 URL 是否正确。
检查请求参数是否正确。
检查 API 是否需要认证（如 API Key）。
检查网络连接是否正常。

（二）JSON 解析错误

问题：解析 JSON 数据时出现错误。 解决方法：

确保响应内容是有效的 JSON 格式。
检查 JSON 字符串是否符合 JSON 规范。
使用 try-except 块捕获解析错误。

（三）数据访问错误

问题：访问 JSON 数据时出现 KeyError 或 IndexError。 解决方法：

确保访问的键或索引存在于数据中。
使用 get() 方法访问字典键，避免 KeyError。
使用 try-except 块捕获访问错误。

六、最佳实践

（一）错误处理

在爬虫开发中，错误处理是必不可少的。使用 try-except 块捕获可能的错误，并记录错误信息，以便后续排查问题。

复制代码

import requests

# 目标 URL
url = "https://api.example.com/data"

try:
    # 发送 GET 请求
    response = requests.get(url)
    response.raise_for_status()  # 检查请求是否成功

    # 将响应内容解析为 JSON
    data = response.json()
    print(data)
except requests.exceptions.RequestException as e:
    print(f"请求失败: {e}")
except json.JSONDecodeError as e:
    print(f"JSON 解析失败: {e}")

（二）日志记录

在爬虫开发中，日志记录是非常重要的。使用 Python 的 logging 模块记录请求和解析过程中的信息，便于后续排查问题。

复制代码

import requests
import logging

# 配置日志
logging.basicConfig(level=logging.INFO, format='%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s')

# 目标 URL
url = "https://api.example.com/data"

try:
    # 发送 GET 请求
    response = requests.get(url)
    response.raise_for_status()  # 检查请求是否成功

    # 将

响应内容解析为 JSON data = response.json() logging.info("请求成功，数据如下：") logging.info(data) except requests.exceptions.RequestException as e: logging.error(f"请求失败: {e}") except json.JSONDecodeError as e: logging.error(f"JSON 解析失败: {e}")

复制代码

### （三）数据缓存

为了提高爬虫的效率，可以将抓取的数据缓存到本地文件或数据库中，避免重复请求。

```python
import requests
import json
import os

# 目标 URL
url = "https://api.example.com/data"

# 缓存文件路径
cache_file = "data.json"

# 检查缓存文件是否存在
if os.path.exists(cache_file):
    with open(cache_file, "r") as f:
        data = json.load(f)
    logging.info("从缓存文件加载数据")
else:
    try:
        # 发送 GET 请求
        response = requests.get(url)
        response.raise_for_status()  # 检查请求是否成功

        # 将响应内容解析为 JSON
        data = response.json()

        # 将数据缓存到文件
        with open(cache_file, "w") as f:
            json.dump(data, f)
        logging.info("请求成功，数据已缓存")
    except requests.exceptions.RequestException as e:
        logging.error(f"请求失败: {e}")
    except json.JSONDecodeError as e:
        logging.error(f"JSON 解析失败: {e}")

七、总结

通过本文的介绍，你应该已经掌握了如何使用 Python 爬虫抓取和解析 JSON 数据。通过 requests 库发送 HTTP 请求并获取 JSON 数据，再使用 json 模块解析数据，你可以轻松地处理各种 JSON 格式的数据。在实际开发中，注意错误处理、日志记录和数据缓存等最佳实践，可以提高爬虫的稳定性和效率。

代码实例：Python 爬虫抓取与解析 JSON 数据

一、JSON 数据格式简介

二、Python 爬虫抓取 JSON 数据

（一）使用 requests 库

（二）处理请求参数

三、解析 JSON 数据

（一）使用 json 模块

（二）处理嵌套数据

四、完整代码实例

（一）抓取 JSON 数据

（二）解析 JSON 数据

五、常见问题与解决方法

（一）请求失败

（二）JSON 解析错误

（三）数据访问错误

六、最佳实践

（一）错误处理

（二）日志记录

七、总结

（一）使用 `requests` 库

（一）使用 `json` 模块