Python으로 JSON 파일의 배열 데이터를 리스트로 변환하는 방법을 철저히 해설

Python은 데이터 분석과 웹 개발에서 널리 사용되는 강력한 프로그래밍 언어입니다. 그 중에서, JSON(JavaScript Object Notation)은 데이터 교환 포맷으로 자주 사용됩니다. 본 기사에서는 Python을 사용하여 JSON 파일의 배열 데이터를 리스트로 변환하는 방법을 초보자에게 이해하기 쉽게 설명합니다. 기본적인 작업부터 응용적인 기술까지 구체적인 코드 예시를 통해 자세히 설명하겠습니다.

JSON 파일이란

JSON(JavaScript Object Notation)은 경량의 데이터 교환 포맷입니다. 텍스트 형식이지만, 데이터 구조를 간결하게 표현할 수 있어 다양한 프로그래밍 언어에서 사용됩니다. 특히 웹 API, 설정 파일, 데이터 저장 및 전송에 널리 사용되며, 키와 값의 쌍으로 구성된 객체나 배열로 데이터를 표현합니다. 아래는 JSON의 기본적인 구조 예시입니다.

{
    "name": "John",
    "age": 30,
    "isStudent": false,
    "courses": ["Math", "Science", "History"]
}

Python으로 JSON 파일을 읽는 방법

Python에서 JSON 파일을 읽기 위해서는 표준 라이브러리의 json 모듈을 사용합니다. 이 모듈을 사용하면 JSON 데이터를 쉽게 Python의 데이터 구조로 변환할 수 있습니다. 아래는 JSON 파일을 읽는 기본적인 절차를 보여줍니다.

JSON 모듈 임포트

먼저, json 모듈을 임포트합니다.

import json

JSON 파일 열고 읽기

그 다음, open 함수를 사용하여 JSON 파일을 열고, json.load 함수를 사용하여 데이터를 읽습니다.

with open('data.json', 'r') as file:
    data = json.load(file)

이 코드는 data.json라는 이름의 JSON 파일을 열고, 그 내용을 Python의 딕셔너리 객체로 data에 읽어옵니다. 파일을 읽은 후에는 자동으로 닫힙니다.

JSON 데이터의 배열을 리스트로 변환하는 방법

JSON 데이터 중에는 배열 형식으로 데이터가 저장된 경우가 있습니다. Python에서는 JSON의 배열 데이터를 리스트로 쉽게 처리할 수 있습니다. 아래에 그 절차를 설명합니다.

JSON 배열의 기본 구조

먼저, JSON 배열의 기본적인 구조를 이해해 보겠습니다. 예를 들어, 아래와 같은 JSON 데이터가 있다고 가정합니다.

{
    "students": [
        {"name": "Alice", "age": 24},
        {"name": "Bob", "age": 22},
        {"name": "Charlie", "age": 23}
    ]
}

이 JSON 데이터에는 students라는 키에 연결된 배열이 존재합니다.

JSON 배열을 리스트로 변환하는 절차

위와 같은 JSON 파일을 Python으로 읽으면, 이 배열 데이터를 리스트로 다룰 수 있습니다. 아래는 그 구체적인 절차입니다.

import json

# JSON 파일 읽기
with open('students.json', 'r') as file:
    data = json.load(file)

# 배열 데이터를 리스트로 가져오기
students_list = data['students']

# 리스트 내용 출력
for student in students_list:
    print(f"Name: {student['name']}, Age: {student['age']}")

이 코드는 students.json 파일을 읽고, 그 안에 있는 students 키에 해당하는 배열 데이터를 리스트로 students_list에 저장합니다. 그런 다음, 리스트 내의 각 요소를 꺼내어 출력합니다.

실전 예시: JSON 파일의 배열을 리스트로 변환하는 코드

여기서는 실제 Python 코드를 사용하여 JSON 데이터를 리스트로 변환하는 구체적인 예를 소개합니다. 이 예시에서는 학생 정보를 담은 JSON 파일을 리스트로 변환하여 데이터를 조작합니다.

샘플 JSON 파일 만들기

먼저, 아래 내용을 바탕으로 students.json라는 파일을 만듭니다.

{
    "students": [
        {"name": "Alice", "age": 24},
        {"name": "Bob", "age": 22},
        {"name": "Charlie", "age": 23}
    ]
}

Python 코드로 JSON 데이터 읽기 및 변환

이 JSON 파일을 읽고 배열 데이터를 리스트로 변환하는 Python 코드를 아래와 같이 작성합니다.

import json

# JSON 파일 읽기
with open('students.json', 'r') as file:
    data = json.load(file)

# 배열 데이터를 리스트로 가져오기
students_list = data['students']

# 리스트 내용 출력
for student in students_list:
    print(f"Name: {student['name']}, Age: {student['age']}")

코드 설명

json 모듈을 임포트합니다.
open 함수를 사용하여 students.json 파일을 열고, json.load 함수를 사용하여 데이터를 읽습니다.
data 변수에 JSON 파일의 내용이 딕셔너리 형태로 저장됩니다.
data 안에서 students 키에 해당하는 배열 데이터를 꺼내어 students_list에 저장합니다.
for 루프를 사용하여 리스트 내 각 학생 정보를 꺼내어 이름과 나이를 출력합니다.

이와 같이, JSON 파일의 배열 데이터를 Python의 리스트로 변환하고 데이터를 조작할 수 있습니다.

응용 예시: 중첩된 JSON 배열을 리스트로 변환

복잡한 중첩된 JSON 데이터를 리스트로 변환하는 방법에 대해 설명합니다. 중첩된 JSON은 배열 안에 객체가 포함되어 있고, 그 객체 안에 또 다른 배열이 포함된 구조입니다.

중첩된 JSON 데이터 예시

아래는 중첩된 JSON 데이터 예시입니다.

{
    "class": {
        "students": [
            {
                "name": "Alice",
                "age": 24,
                "grades": {"math": 90, "science": 85}
            },
            {
                "name": "Bob",
                "age": 22,
                "grades": {"math": 80, "science": 88}
            },
            {
                "name": "Charlie",
                "age": 23,
                "grades": {"math": 85, "science": 87}
            }
        ]
    }
}

Python 코드로 중첩된 JSON 읽기 및 변환

이 JSON 파일을 읽고 중첩된 데이터를 리스트로 변환하여 조작하는 방법을 보여줍니다.

import json

# JSON 파일 읽기
with open('nested_students.json', 'r') as file:
    data = json.load(file)

# 중첩된 배열 데이터 리스트로 가져오기
students_list = data['class']['students']

# 리스트 내용 출력
for student in students_list:
    name = student['name']
    age = student['age']
    math_grade = student['grades']['math']
    science_grade = student['grades']['science']
    print(f"Name: {name}, Age: {age}, Math Grade: {math_grade}, Science Grade: {science_grade}")

코드 설명

json 모듈을 임포트합니다.
open 함수를 사용하여 nested_students.json 파일을 열고, json.load 함수를 사용하여 데이터를 읽습니다.
data 변수에 JSON 파일의 내용이 딕셔너리 형태로 저장됩니다.
data 안에서 class 키에 있는 students 키에 해당하는 배열 데이터를 꺼내어 students_list에 저장합니다.
for 루프를 사용하여 리스트 내 각 학생 정보를 꺼내어 이름, 나이 및 각 과목의 성적을 출력합니다.

이 방법을 사용하면 중첩된 JSON 데이터를 Python의 리스트로 변환하여 더 복잡한 데이터 구조를 다룰 수 있습니다.

JSON 데이터 변환 시 오류 처리

JSON 데이터를 Python에서 읽을 때 다양한 오류가 발생할 수 있습니다. 여기서는 자주 발생하는 오류와 그 해결 방법에 대해 설명합니다.

자주 발생하는 오류 종류

파일이 존재하지 않는 경우

지정한 JSON 파일이 존재하지 않는 경우, FileNotFoundError 오류가 발생합니다. 이 오류는 파일명이나 경로를 확인함으로써 방지할 수 있습니다.

try:
    with open('nonexistent_file.json', 'r') as file:
        data = json.load(file)
except FileNotFoundError:
    print("Error: The file was not found.")

JSON 데이터가 올바르지 않은 형식인 경우

JSON 데이터가 올바르게 포맷되지 않은 경우, json.JSONDecodeError 오류가 발생합니다. 이 오류는 JSON 데이터 구조를 확인하여 방지할 수 있습니다.

try:
    with open('invalid_data.json', 'r') as file:
        data = json.load(file)
except json.JSONDecodeError:
    print("Error: The JSON data is invalid.")

오류 처리의 베스트 프랙티스

오류가 발생하더라도 프로그램이 크래시하지 않도록 적절한 오류 처리를 하는 것이 중요합니다. 아래는 일반적인 오류 처리 예시입니다.

import json

def load_json_file(file_path):
    try:
        with open(file_path, 'r') as file:
            data = json.load(file)
        return data
    except FileNotFoundError:
        print("Error: The file was not found.")
    except json.JSONDecodeError:
        print("Error: The JSON data is invalid.")
    except Exception as e:
        print(f"An unexpected error occurred: {e}")
    return None

# 사용 예
data = load_json_file('students.json')
if data is not None:
    print("JSON data loaded successfully.")
else:
    print("Failed to load JSON data.")

이 예시에서는 load_json_file 함수를 정의하여 JSON 파일 읽기와 오류 처리를 진행합니다. 파일이 존재하지 않거나 JSON 데이터가 올바르지 않은 경우 오류 메시지를 출력하고, 예기치 않은 오류가 발생한 경우에도 적절히 대처합니다.

자주 묻는 질문과 해결책

JSON 데이터 변환에 관련된 자주 묻는 질문과 그 해결책을 소개합니다.

질문 1: JSON 파일을 읽을 때 인코딩 오류가 발생합니다. 어떻게 해결해야 하나요?

JSON 파일을 읽을 때 인코딩 오류가 발생하는 경우, 파일의 인코딩이 올바르지 않을 수 있습니다. 이 문제를 해결하려면 open 함수의 encoding 인자를 지정해 주세요.

import json

with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as file:
    data = json.load(file)

질문 2: JSON 데이터의 특정 키가 존재하지 않을 때 오류가 발생합니다. 어떻게 대처해야 하나요?

특정 키가 존재하지 않는 경우 오류를 방지하려면 get 메서드를 사용하면 됩니다. get 메서드는 키가 없으면 None을 반환합니다.

student = {"name": "Alice", "age": 24}
age = student.get('age', 'Unknown')
print(f"Age: {age}")  # 출력: Age: 24

grade = student.get('grade', 'Not assigned')
print(f"Grade: {grade}")  # 출력: Grade: Not assigned

질문 3: JSON 데이터를 리스트로 변환한 후, 데이터를 필터링하려면 어떻게 해야 하나요?

리스트로 변환한 데이터를 필터링하려면 리스트 컴프리헨션을 사용하면 됩니다. 예를 들어, 특정 연령 이상의 학생만 추출하려면 다음과 같이 할 수 있습니다.

students_list = [
    {"name": "Alice", "age": 24},
    {"name": "Bob", "age": 22},
    {"name": "Charlie", "age": 23}
]

filtered_students = [student for student in students_list if student['age'] >= 23]
print(filtered_students)  # 출력: [{'name': 'Alice', 'age': 24}, {'name': 'Charlie', 'age': 23}]

질문 4: 중첩된 JSON 데이터의 특정 값을 어떻게 업데이트할 수 있나요?

중첩된 JSON 데이터의 값을 업데이트하려면, 키를 지정하여 접근하고 새로운 값을 할당하면 됩니다.

data = {
    "class": {
        "students": [
            {"name": "Alice", "age": 24},
            {"name": "Bob", "age": 22}
        ]
    }
}

data['class']['students'][0]['age'] = 25
print(data['class']['students'][0])  # 출력: {'name': 'Alice', 'age': 25}

이와 같이 JSON 데이터의 변환 및 조작에 관한 다양한 문제에 대해 적절한 대응을 통해 효율적으로 데이터를 다룰 수 있습니다.

정리

본 기사에서는 Python을 사용하여 JSON 파일의 배열 데이터를 리스트로 변환하는 방법에 대해 자세히 해설했습니다. 기본적인 JSON 구조부터 Python에서 읽는 방법, 배열 데이터 변환, 오류 처리 및 응용 기술까지 폭넓게 다뤘습니다. 주요 내용을 아래에 정리합니다.

JSON 파일이란 : 경량이고 사용하기 쉬운 데이터 교환 포맷인 JSON의 기본 구조를 이해했습니다.
Python에서 JSON 파일 읽기 : json 모듈을 사용하여 JSON 파일을 Python에서 읽는 방법을 배웠습니다.
배열 데이터를 리스트로 변환 : JSON 배열 데이터를 Python 리스트로 변환하는 구체적인 절차를 설명했습니다.
실전 예시 및 응용 예시 : 구체적인 코드 예제를 통해 JSON 데이터를 리스트로 변환하고, 중첩된 JSON 데이터를 다루는 방법을 배웠습니다.
오류 처리 : 데이터 변환 시 발생할 수 있는 오류와 그 해결 방법을 해설했습니다.
자주 묻는 질문 및 해결책 : JSON 데이터 처리에 관련된 일반적인 문제와 그 해결 방법을 소개했습니다.

이 지식을 활용하여 Python을 사용해 효율적으로 JSON 데이터를 다루고 다양한 애플리케이션에서 활용할 수 있게 됩니다. 이제 Python으로 JSON 파일의 배열 데이터를 리스트로 변환하는 방법에 대해 깊이 이해하게 되셨을 것입니다.