📊 Làm Việc với JSON - Dữ Liệu Thông Minh
Mục tiêu: Học cách đọc, ghi và xử lý dữ liệu JSON như một chuyên gia API! 🎯
🤔 JSON Là Gì? (Giải Thích Siêu Dễ)
JSON (JavaScript Object Notation) giống như ngôn ngữ chung để các máy tính "nói chuyện" với nhau:
🏠 Hãy Tưởng Tượng...
- JSON = Thẻ thông tin chuẩn quốc tế 🆔
- Mọi máy tính đều hiểu được format này
- Dễ đọc cho cả người và máy
- Nhẹ và nhanh khi truyền tải
🔍 JSON Trông Như Thế Nào?
{
"ho_ten": "Nguyễn Văn An",
"tuoi": 16,
"lop": "10A",
"mon_hoc_yeu_thich": ["Toán", "Lý", "Tin học"],
"dia_chi": {
"duong": "123 Đường ABC",
"quan": "Quận 1",
"thanh_pho": "TP.HCM"
},
"dang_hoc": true,
"diem_trung_binh": 8.5
}
📖 Đọc JSON trong Python
🔄 Từ String JSON → Python Object
import json
# JSON string (thường nhận từ API)
json_string = '''
{
"student": {
"full_name": "Trần Thị Bình",
"age": 15,
"class": "9B",
"scores": {
"math": [8.5, 9.0, 7.5],
"literature": [8.0, 8.5, 9.0],
"english": [9.0, 8.0, 9.5]
},
"hobbies": ["đọc sách", "nghe nhạc", "học Python"],
"is_honor_student": true
},
"class_info": {
"class_name": "9B",
"student_count": 35,
"homeroom_teacher": "Cô Lan"
}
}
'''
# Chuyển JSON string thành Python dictionary
data = json.loads(json_string)
print("📊 DỮ LIỆU ĐÃ CHUYỂN ĐỔI:")
print(type(data)) # <class 'dict'>
# Truy cập dữ liệu như dictionary bình thường
student = data["student"]
print(f"Học sinh: {student['full_name']}")
print(f"Tuổi: {student['age']}")
print(f"Lớp: {student['class']}")
# Truy cập dữ liệu lồng nhau
math_scores = student["scores"]["math"]
print(f"Điểm Toán: {math_scores}")
print(f"Điểm TB Toán: {sum(math_scores) / len(math_scores):.1f}")
# Kiểm tra có phải học sinh giỏi không
if student["is_honor_student"]:
print("🏆 Đây là học sinh giỏi!")
📁 Đọc JSON từ File
import json
# Tạo file JSON mẫu trước
sample_data = {
"school": {
"name": "THPT Behitek Academy",
"address": "123 Đường Lập Trình, Quận Code, TP.HCM",
"student_count": 500,
"classes": [
{
"class_name": "10A",
"student_count": 30,
"major": "Tin học",
"students": [
{"name": "An", "average_score": 8.5},
{"name": "Bình", "average_score": 9.0},
{"name": "Chi", "average_score": 8.8}
]
},
{
"class_name": "11B",
"student_count": 28,
"major": "Toán tin",
"students": [
{"name": "Dũng", "average_score": 9.2},
{"name": "Em", "average_score": 8.7}
]
}
]
}
}
# Lưu dữ liệu mẫu vào file
with open('school_info.json', 'w', encoding='utf-8') as file:
json.dump(sample_data, file, ensure_ascii=False, indent=2)
print("✅ Đã tạo file school_info.json")
# Đọc dữ liệu từ file JSON
def read_school_info(file_name):
"""Đọc thông tin trường từ file JSON"""
try:
with open(file_name, 'r', encoding='utf-8') as file:
data = json.load(file)
return data
except FileNotFoundError:
print(f"❌ Không tìm thấy file: {file_name}")
return None
except json.JSONDecodeError:
print(f"❌ File JSON không hợp lệ: {file_name}")
return None
# Sử dụng
school_data = read_school_info('school_info.json')
if school_data:
school = school_data["school"]
print(f"🏫 Trường: {school['name']}")
print(f"📍 Địa chỉ: {school['address']}")
print(f"👥 Tổng số học sinh: {school['student_count']}")
print("\n📚 DANH SÁCH LỚP:")
for class_item in school["classes"]:
print(f"- {class_item['class_name']}: {class_item['student_count']} HS ({class_item['major']})")
# Tính điểm TB của lớp
total_score = sum(student["average_score"] for student in class_item["students"])
class_average = total_score / len(class_item["students"])
print(f" 📊 Điểm TB lớp: {class_average:.1f}")
✍️ Ghi JSON trong Python
🔄 Từ Python Object → JSON String
import json
from datetime import datetime
# Tạo dữ liệu Python phức tạp
study_data = {
"created_time": datetime.now().strftime("%d/%m/%Y %H:%M"),
"student": "Nguyễn Văn An",
"academic_results": {
"semester_1": {
"math": {"scores": [8.5, 9.0, 8.0], "comment": "Khá tốt"},
"physics": {"scores": [7.5, 8.0, 9.0], "comment": "Cần cố gắng hơn"},
"chemistry": {"scores": [9.0, 8.5, 9.5], "comment": "Rất giỏi"}
},
"extracurricular_activities": [
{"name": "CLB Lập trình", "role": "Thành viên", "participating": True},
{"name": "Đội bóng đá", "role": "Thủ môn", "participating": False},
{"name": "Ban nhạc", "role": "Guitar", "participating": True}
]
},
"goals": {
"short_term": "Đạt điểm 9+ tất cả môn",
"long_term": "Trở thành lập trình viên Python",
"dream": "Tạo ra ứng dụng giúp ích cho mọi người"
}
}
# Chuyển thành JSON string với format đẹp
json_string = json.dumps(
study_data,
ensure_ascii=False, # Hiển thị tiếng Việt đúng
indent=2, # Thụt lề 2 space
separators=(',', ': ') # Dấu phẩy và dấu hai chấm
)
print("📄 JSON STRING:")
print(json_string)
# Lưu vào file với encoding UTF-8
with open('academic_results.json', 'w', encoding='utf-8') as file:
json.dump(study_data, file, ensure_ascii=False, indent=2)
print("\n💾 Đã lưu vào file academic_results.json")
🎮 Ví Dụ Thực Tế: Hệ Thống Quản Lý Game
import json
import random
from datetime import datetime
class GameManager:
"""Quản lý dữ liệu game với JSON"""
def __init__(self, file_name="game_data.json"):
self.file_name = file_name
self.data = self.load_game_data()
def load_game_data(self):
"""Tải dữ liệu game từ file JSON"""
try:
with open(self.file_name, 'r', encoding='utf-8') as file:
return json.load(file)
except FileNotFoundError:
print("🎮 Tạo dữ liệu game mới...")
return self.create_default_data()
except json.JSONDecodeError:
print("❌ File dữ liệu bị lỗi, tạo mới...")
return self.create_default_data()
def create_default_data(self):
"""Tạo dữ liệu game mặc định"""
return {
"game_info": {
"name": "Behitek RPG Adventure",
"version": "1.0.0",
"created": datetime.now().strftime("%d/%m/%Y %H:%M")
},
"players": {},
"items": {
"sword_basic": {"name": "Kiếm Thép", "attack": 10, "price": 100},
"potion_health": {"name": "Thuốc Hồi Máu", "heal": 50, "price": 20},
"armor_leather": {"name": "Áo Giáp Da", "defense": 5, "price": 80}
},
"quests": {
"kill_10_goblins": {
"name": "Tiêu diệt 10 Goblin",
"description": "Giúp dân làng tiêu diệt goblin",
"reward_exp": 100,
"reward_gold": 50
}
}
}
def save_game_data(self):
"""Lưu dữ liệu game vào file JSON"""
try:
with open(self.file_name, 'w', encoding='utf-8') as file:
json.dump(self.data, file, ensure_ascii=False, indent=2)
print("💾 Đã lưu dữ liệu game!")
return True
except Exception as e:
print(f"❌ Lỗi khi lưu: {e}")
return False
def create_player(self, player_name):
"""Tạo nhân vật mới"""
if player_name in self.data["players"]:
print(f"❌ Nhân vật {player_name} đã tồn tại!")
return False
new_player = {
"name": player_name,
"level": 1,
"hp": 100,
"mp": 50,
"attack": 10,
"defense": 5,
"experience": 0,
"gold": 100,
"inventory": {
"sword_basic": 1,
"potion_health": 3
},
"quests_completed": [],
"last_login": datetime.now().strftime("%d/%m/%Y %H:%M"),
"play_time_hours": 0
}
self.data["players"][player_name] = new_player
self.save_game_data()
print(f"🎉 Tạo nhân vật {player_name} thành công!")
return True
def get_player_info(self, player_name):
"""Lấy thông tin nhân vật"""
if player_name not in self.data["players"]:
print(f"❌ Không tìm thấy nhân vật {player_name}")
return None
player = self.data["players"][player_name]
print(f"\n👤 THÔNG TIN NHÂN VẬT: {player['name']}")
print("-" * 40)
print(f"⚡ Level: {player['level']}")
print(f"❤️ HP: {player['hp']}")
print(f"💙 MP: {player['mp']}")
print(f"⚔️ Attack: {player['attack']}")
print(f"🛡️ Defense: {player['defense']}")
print(f"🌟 EXP: {player['experience']}")
print(f"💰 Gold: {player['gold']}")
print(f"🎒 Inventory: {len(player['inventory'])} items")
print(f"📅 Last login: {player['last_login']}")
return player
def add_item_to_player(self, player_name, item_id, quantity=1):
"""Thêm item vào inventory"""
if player_name not in self.data["players"]:
print(f"❌ Không tìm thấy nhân vật {player_name}")
return False
if item_id not in self.data["items"]:
print(f"❌ Không tìm thấy item {item_id}")
return False
player = self.data["players"][player_name]
if item_id in player["inventory"]:
player["inventory"][item_id] += quantity
else:
player["inventory"][item_id] = quantity
item_name = self.data["items"][item_id]["name"]
print(f"✅ Đã thêm {quantity} {item_name} cho {player_name}")
self.save_game_data()
return True
def complete_quest(self, player_name, quest_id):
"""Hoàn thành nhiệm vụ"""
if player_name not in self.data["players"]:
return False
if quest_id not in self.data["quests"]:
print(f"❌ Không tìm thấy quest {quest_id}")
return False
player = self.data["players"][player_name]
quest = self.data["quests"][quest_id]
# Kiểm tra đã hoàn thành chưa
if quest_id in player["quests_completed"]:
print(f"❌ {player_name} đã hoàn thành quest này rồi!")
return False
# Thưởng cho player
player["experience"] += quest["reward_exp"]
player["gold"] += quest["reward_gold"]
player["quests_completed"].append(quest_id)
print(f"🎉 {player_name} hoàn thành: {quest['name']}")
print(f"📈 +{quest['reward_exp']} EXP, +{quest['reward_gold']} Gold")
# Kiểm tra level up
self.check_level_up(player_name)
self.save_game_data()
return True
def check_level_up(self, player_name):
"""Kiểm tra và xử lý level up"""
player = self.data["players"][player_name]
exp_needed = player["level"] * 100 # 100 EXP cho level đầu tiên
if player["experience"] >= exp_needed:
player["level"] += 1
player["hp"] += 20
player["mp"] += 10
player["attack"] += 2
player["defense"] += 1
player["experience"] = 0 # Reset EXP
print(f"🌟 {player_name} lên Level {player['level']}!")
print("📊 Tất cả chỉ số được tăng!")
def export_player_data(self, player_name, export_file="player_export.json"):
"""Xuất dữ liệu nhân vật ra file riêng"""
if player_name not in self.data["players"]:
print(f"❌ Không tìm thấy nhân vật {player_name}")
return False
player_data = {
"export_info": {
"player_name": player_name,
"export_time": datetime.now().strftime("%d/%m/%Y %H:%M"),
"game_version": self.data["game_info"]["version"]
},
"player_data": self.data["players"][player_name]
}
try:
with open(export_file, 'w', encoding='utf-8') as file:
json.dump(player_data, file, ensure_ascii=False, indent=2)
print(f"📤 Đã xuất dữ liệu {player_name} ra file {export_file}")
return True
except Exception as e:
print(f"❌ Lỗi khi xuất: {e}")
return False
# Demo hệ thống game
print("🎮 === BEHITEK RPG GAME MANAGER ===")
# Khởi tạo game manager
game = GameManager("behitek_rpg.json")
# Tạo nhân vật mới
game.create_player("WarriorBehitek")
game.create_player("MageCode")
# Xem thông tin nhân vật
game.get_player_info("WarriorBehitek")
# Thêm item cho nhân vật
game.add_item_to_player("WarriorBehitek", "potion_health", 5)
game.add_item_to_player("WarriorBehitek", "armor_leather", 1)
# Hoàn thành quest
game.complete_quest("WarriorBehitek", "kill_10_goblins")
# Xem lại thông tin sau khi hoàn thành quest
game.get_player_info("WarriorBehitek")
# Xuất dữ liệu nhân vật
game.export_player_data("WarriorBehitek", "warrior_behitek_save.json")
🌐 Làm Việc với API JSON
import json
import urllib.request
from urllib.error import URLError
class WeatherAPI:
"""Ví dụ làm việc với API trả về JSON"""
def __init__(self):
# Sử dụng free API để demo (không cần API key)
self.base_url = "https://api.openweathermap.org/data/2.5/weather"
def simulate_api_response(self, city="Ho Chi Minh City"):
"""Mô phỏng response từ API thời tiết"""
# Trong thực tế, bạn sẽ gọi API thật
fake_response = {
"coord": {"lon": 106.6667, "lat": 10.8333},
"weather": [
{
"id": 803,
"main": "Clouds",
"description": "broken clouds",
"icon": "04d"
}
],
"main": {
"temp": 302.15, # Kelvin
"feels_like": 309.65,
"temp_min": 301.15,
"temp_max": 303.15,
"pressure": 1013,
"humidity": 74
},
"wind": {
"speed": 3.5,
"deg": 180
},
"name": city,
"country": "VN"
}
return json.dumps(fake_response)
def parse_weather_data(self, json_data):
"""Phân tích dữ liệu thời tiết từ JSON"""
try:
data = json.loads(json_data)
# Chuyển đổi nhiệt độ từ Kelvin sang Celsius
temp_celsius = data["main"]["temp"] - 273.15
feels_like_celsius = data["main"]["feels_like"] - 273.15
weather_info = {
"city": data["name"],
"country": data.get("country", "N/A"),
"description": data["weather"][0]["description"],
"temperature": round(temp_celsius, 1),
"feels_like": round(feels_like_celsius, 1),
"humidity": data["main"]["humidity"],
"pressure": data["main"]["pressure"],
"wind_speed": data["wind"]["speed"]
}
return weather_info
except (json.JSONDecodeError, KeyError) as e:
print(f"❌ Lỗi khi phân tích dữ liệu: {e}")
return None
def display_weather(self, city="Ho Chi Minh City"):
"""Hiển thị thông tin thời tiết"""
print(f"🌤️ === THỜI TIẾT {city.upper()} ===")
# Lấy dữ liệu (mô phỏng)
json_response = self.simulate_api_response(city)
weather_data = self.parse_weather_data(json_response)
if weather_data:
print(f"📍 Thành phố: {weather_data['city']}")
print(f"🌡️ Nhiệt độ: {weather_data['temperature']}°C")
print(f"🤔 Cảm giác như: {weather_data['feels_like']}°C")
print(f"☁️ Mô tả: {weather_data['description']}")
print(f"💧 Độ ẩm: {weather_data['humidity']}%")
print(f"📊 Áp suất: {weather_data['pressure']} hPa")
print(f"💨 Gió: {weather_data['wind_speed']} m/s")
# Lưu vào file để backup
filename = f"weather_{city.replace(' ', '_').lower()}.json"
with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as file:
json.dump(weather_data, file, ensure_ascii=False, indent=2)
print(f"💾 Đã lưu vào {filename}")
# Demo API JSON
weather = WeatherAPI()
weather.display_weather("Ho Chi Minh City")
weather.display_weather("Ha Noi")
🔧 Xử Lý Lỗi với JSON
import json
def safe_json_operations():
"""Các thao tác JSON an toàn với xử lý lỗi"""
# 1. Xử lý JSON không hợp lệ
invalid_json = '{"name": "An", "age": 16, invalid}'
try:
data = json.loads(invalid_json)
except json.JSONDecodeError as e:
print(f"❌ JSON không hợp lệ: {e}")
print(f"Lỗi ở vị trí: {e.pos}")
# 2. Xử lý dữ liệu None
def safe_json_dump(data, filename):
"""Ghi JSON an toàn"""
try:
with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as file:
json.dump(data, file, ensure_ascii=False, indent=2)
return True
except TypeError as e:
print(f"❌ Dữ liệu không thể serialize: {e}")
return False
except Exception as e:
print(f"❌ Lỗi khác: {e}")
return False
# 3. Xử lý key không tồn tại
def safe_get_value(data, *keys):
"""Lấy giá trị lồng nhau một cách an toàn"""
try:
current = data
for key in keys:
current = current[key]
return current
except (KeyError, TypeError):
return None
# Test
test_data = {
"student": {
"info": {
"name": "An",
"age": 16
}
}
}
# An toàn
name = safe_get_value(test_data, "student", "info", "name")
score = safe_get_value(test_data, "student", "scores", "math") # Không tồn tại
print(f"Tên: {name}")
print(f"Điểm toán: {score}")
safe_json_operations()
💡 Mẹo Hay Ho với JSON
🎯 1. Custom JSON Encoder cho Object
import json
from datetime import datetime
class StudentEncoder(json.JSONEncoder):
"""Custom encoder cho class Student"""
def default(self, obj):
if isinstance(obj, datetime):
return obj.strftime("%d/%m/%Y %H:%M")
elif hasattr(obj, '__dict__'):
# Chuyển object thành dict
return obj.__dict__
return super().default(obj)
class Student:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
self.created_date = datetime.now()
# Sử dụng custom encoder
student = Student("An", 16)
json_string = json.dumps(student, cls=StudentEncoder, ensure_ascii=False, indent=2)
print(json_string)
🎯 2. Kiểm Tra JSON Hợp Lệ
def is_valid_json(json_string):
"""Kiểm tra chuỗi có phải JSON hợp lệ không"""
try:
json.loads(json_string)
return True
except json.JSONDecodeError:
return False
# Test
test_cases = [
'{"valid": true}', # Hợp lệ
'{"invalid": }', # Không hợp lệ
'[]', # Hợp lệ (array)
'not json at all' # Không hợp lệ
]
for test in test_cases:
print(f"'{test[:20]}...' → {'✅' if is_valid_json(test) else '❌'}")
🎯 3. Pretty Print JSON
def pretty_print_json(data):
"""In JSON đẹp màt"""
print(json.dumps(data, ensure_ascii=False, indent=2, sort_keys=True))
sample_data = {
"z_field": "Last",
"a_field": "First",
"nested": {
"c": 3,
"a": 1,
"b": 2
}
}
pretty_print_json(sample_data)
🎮 Bài Tập Thực Hành
🏆 Bài 1: Quản Lý Thư Viện JSON
Tạo hệ thống quản lý thư viện lưu trữ với JSON:
- Thông tin sách (tên, tác giả, năm xuất bản)
- Thông tin người mượn
- Lịch sử mượn/trả
🏆 Bài 2: Ứng Dụng Todo với JSON
Tạo todo app lưu dữ liệu JSON:
- Thêm, sửa, xóa task
- Đánh dấu hoàn thành
- Xuất báo cáo tiến độ
🏆 Bài 3: API Mock Server
Tạo hệ thống mô phỏng API:
- Trả về dữ liệu JSON theo request
- Lưu log các API call
- Validate dữ liệu đầu vào
🔗 Kiến Thức Liên Quan
- Làm Việc với File - Nền tảng để đọc/ghi JSON
- Xử Lý Lỗi - Xử lý lỗi JSON
- Làm Việc với API - Sử dụng JSON trong API
🎉 Chúc mừng! Bạn đã thành thạo JSON - ngôn ngữ giao tiếp của web! Giờ bạn có thể xử lý dữ liệu như một chuyên gia API! 🚀