JSON和Python的四种核心容器

JSON

轻量级 的数据交换格式，主要用于服务器与客户端之间的传输数据

常用于：

Web API数据传输
配置文件
前后端通信
数据存储
不同于语言之间的数据转换

基本结构

对象（键值对的集合）
数组（值的有序列表）

JSON键值规则

键必须使用双引号

值支持六种数据类型

类型	示例
字符串 String	`"hello"`
数字 Number	`123`
布尔 Boolean	`true`
空值 Null	`null`
对象 Object	`{}`
数组 Array	`[]`

对象和数组嵌套

最大的特点：可以无限嵌套

注意

对象内部不可以直接嵌套数组

cpp 复制代码

{
"name":"cjj",
[20,202401]  ×××××
}

python 复制代码

{}  //object   key:value
{
"name":"cjj",
"id":"202401",
"age":20,
"love":[study,book],
"grade":
{
	"English":100,
	"Math":150
}
}
[] //array

Python容器

List

基于可变长连续指针数组 实现。列表中存储的并不是对象本身，而是指向对象的指针（引用）
特征：
- 有序、可变、允许重复、支持索引和切片
- 按索引随机访问O(1) ,尾部append 均摊时间复杂度O(1)
- 头部/中间插入或删除 （insert/pop(0)）需要移动后续的所有的指针，复杂度O(n)

成员方法

添加/插入 ：append(x)（末尾添加）、extend(iterable)（批量扩展）、insert(i, x)（指定位置插入）
删除：pop([i])（移除并返回指定位置元素，默认末尾）、remove(x)（移除首个匹配项）、clear()（清空列表）
查找/计数 ：index(x)（返回首个匹配索引）、count(x)（统计出现次数）
排序/翻转 ：sort(key=None, reverse=False)（原址排序）、reverse()（原址反转）、copy()（浅拷贝）

使用场景

需要存储同类数据系列 ，且频繁发生修改、动态增删或所需要维持插入顺序的场景（待办事项列表、批量处理的数据集）

Tuple

核心特征：有序、不可变、允许重复元素
成员方法
- 计数:count(x)---->统计元素的个数
- 查询：index(x)------>获取元素首先出现的索引
使用场景
- 数据安全与结构化：作为函数的多个返回值 、存储配置信息 等不可变数据
- 字典键或集合元素 :因器不可变且可哈希，作为dict的键或set的元素

Dictionary

核心特征 ：键值对（Key-Value）映射，键唯一且必须可哈希 ，值可重复且类型不限。Python 3.7+ 后保持插入顺序。

常用成员方法：

获取/查找 ：get(key, default)（安全获取，不存在时不报错）、keys()（获取所有键）、values()（获取所有值）、items()（获取所有键值对 tuples）
更新/合并 ：update(other_dict)（批量更新/合并字典）、setdefault(key, default)（若键不存在则设置默认值并返回）
删除：pop(key, default)（移除并返回指定键的值）、popitem()（移除并返回最后一个键值对）、clear()（清空）
拷贝：copy()（浅拷贝）

使用场景：

需要通过唯一标识快速查找数据（基于哈希表，查找效率 $O(1)$ ）。
表示结构化对象（如 JSON 映射、用户信息实体、配置参数等）。

Set

核心特征 ：无序、元素唯一 、不可变元素（必须可哈希）。另有不可变集合 frozenset。