如何在Python中替换JSON格式字符串中的变量？

我有一个固定格式的Elasticsearch查询JSON字符串：

json_data_string = "{\"size\":0,\"query\":{\"bool\":{\"must\":[{\"range\":{\"@timestamp\":{\"time_zone\":\"+09:00\",\"gte\":\"2023-01-24T00:00:00.000Z\",\"lt\":\"2023-01-25T00:00:00.000Z\"}}},{\"term\":{\"serviceid.keyword\":{\"value\":\"430011397\"}}}]}},\"aggs\":{\"by_day\":{\"auto_date_histogram\":{\"field\":\"@timestamp\",\"minimum_interval\":\"minute\"},\"aggs\":{\"agg-type\":{\"terms\":{\"field\":\"nxlogtype.keyword\",\"size\":1000},\"aggs\":{\"my-sub-agg-name\":{\"avg\":{\"field\":\"size\"}}}}}}}}"

现在想把其中的gte字段值换成循环生成的时间变量，比如通过以下循环迭代生成多个不同时间的查询JSON：

from datetime import datetime, timedelta

fmt = '%Y-%m-%d %H:%M:%S'
d1 = datetime.strptime('2010-01-01 00:00:00', fmt)
d2 = datetime.strptime('2010-01-02 00:00:00', fmt)
minutesDiff = (d2 - d1).days * 24 * 60

for n in range(minutesDiff):
    current_time = d1 + timedelta(minutes=n)
    # 这里需要生成替换gte后的JSON字符串

尝试直接用字符串的format()方法，但因为JSON本身包含大量{}，导致语法冲突，无法正常替换，请问该怎么实现？

方法1：用Python字典构建查询（推荐） #

直接把查询结构定义为Python字典，修改特定字段更直观，最后转成JSON字符串，完全避免字符串格式化的冲突问题：

import json
from datetime import datetime, timedelta

# 定义查询的字典结构
query_template = {
    "size": 0,
    "query": {
        "bool": {
            "must": [
                {
                    "range": {
                        "@timestamp": {
                            "time_zone": "+09:00",
                            "gte": "",  # 留空后续赋值
                            "lt": "2023-01-25T00:00:00.000Z"
                        }
                    }
                },
                {
                    "term": {
                        "serviceid.keyword": {
                            "value": "430011397"
                        }
                    }
                }
            ]
        }
    },
    "aggs": {
        "by_day": {
            "auto_date_histogram": {
                "field": "@timestamp",
                "minimum_interval": "minute"
            },
            "aggs": {
                "agg-type": {
                    "terms": {
                        "field": "nxlogtype.keyword",
                        "size": 1000
                    },
                    "aggs": {
                        "my-sub-agg-name": {
                            "avg": {
                                "field": "size"
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}

fmt = '%Y-%m-%d %H:%M:%S'
d1 = datetime.strptime('2010-01-01 00:00:00', fmt)
d2 = datetime.strptime('2010-01-02 00:00:00', fmt)
minutesDiff = (d2 - d1).days * 24 * 60

for n in range(minutesDiff):
    current_time = d1 + timedelta(minutes=n)
    # 转换为ES需要的时间格式（带Z的UTC格式）
    gte_time = current_time.strftime('%Y-%m-%dT%H:%M:%S.000Z')
    # 修改字典中的gte字段
    query_template["query"]["bool"]["must"][0]["range"]["@timestamp"]["gte"] = gte_time
    # 转成JSON字符串
    json_str = json.dumps(query_template)
    print(json_str)

方法2：使用字符串格式化（需转义原有大括号） #

如果一定要基于原始字符串修改，需要把JSON中所有原本的{}替换为{{}}，然后把要替换的gte值位置用{gte_time}作为占位符，避免format()方法混淆：

from datetime import datetime, timedelta

# 转义原始JSON中的所有{}为{{}}，并把gte的值替换为占位符{gte_time}
json_template = """{{"size":0,"query":{{"bool":{{"must":[{{"range":{{"@timestamp":{{"time_zone":"+09:00","gte":"{gte_time}","lt":"2023-01-25T00:00:00.000Z"}}}}}},{{"term":{{"serviceid.keyword":{{"value":"430011397"}}}}}}]}}}},"aggs":{{"by_day":{{"auto_date_histogram":{{"field":"@timestamp","minimum_interval":"minute"}},"aggs":{{"agg-type":{{"terms":{{"field":"nxlogtype.keyword","size":1000}},"aggs":{{"my-sub-agg-name":{{"avg":{{"field":"size"}}}}}}}}}}}}"""

fmt = '%Y-%m-%d %H:%M:%S'
d1 = datetime.strptime('2010-01-01 00:00:00', fmt)
d2 = datetime.strptime('2010-01-02 00:00:00', fmt)
minutesDiff = (d2 - d1).days * 24 * 60

for n in range(minutesDiff):
    current_time = d1 + timedelta(minutes=n)
    gte_time = current_time.strftime('%Y-%m-%dT%H:%M:%S.000Z')
    # 替换占位符生成JSON字符串
    json_str = json_template.format(gte_time=gte_time)
    print(json_str)

注意点 #

• 方法1更易于维护，后续修改其他字段（比如lt、serviceid）也更方便，不容易出错；
• 方法2适合快速修改短字符串，但如果JSON结构复杂，转义大括号容易遗漏，不推荐。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sclee1