一文搞定json解析和封装问题，手把手带你学习CJSON开源代码
cJSON保姆级教程
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- JSON简介
- cJSON介绍
- 基本使用操作
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- 关键数据结构
- 设计思想
- JSON数据解析
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- 解析步骤
- json数据封装
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- 封装步骤
- 封装示例
- 使用注意事项
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- 内存及时释放
- 内存钩子
- 阅读心得
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- 比较巧妙的地方
- json的设计格式
- 参考资料
努力成为大佬！
JSON简介
JSON 全称 JavaScript Object Notation，即 JS对象简谱，是一种轻量级的数据格式。
它采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据，语法简洁、层次结构清晰，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，有效的提升了网络传输效率。
JSON对象是一个无序的"名称/值"键值对的集合：
- 以"
{“开始，以”}"结束，允许**「嵌套使用」**； - 每个**「名称和值成对出现」**，名称和值之间使用"
:"分隔； - 键值对之间用"
,"分隔 - 在这些字符前后允许存在无意义的空白符；
对于键值，可以有如下值：
-
一个新的**「json对象」**
-
「数组」：使用"
[“和”]"表示 -
「数字」：直接表示，可以是整数，也可以是浮点数
-
「字符串」：使用引号
"表示 -
「字面值」：false、null、true中的一个(必须是小写)
示例：
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{ "students" : [ { "name" : "XiaoMing", "age" : 10, "learning" : true }, { "name" : "XiaoHong", "age" : 11, "learning" : false } ] }
cJSON介绍
cJSON是一个使用C语言编写的JSON数据解析器，具有超轻便，可移植，单文件的特点，使用MIT开源协议。
cJSON项目托管在Github上，仓库地址如下：
https://github.com/DaveGamble/cJSON
可以看到里面的文件比较多，其中cJSON的源码文件只有两个：
-
cJSON.h -
cJSON.c使用的时候，只需要将这两个文件复制到工程目录，然后包含头文件
cJSON.h即可，如下：#include "cJSON.h"
基本使用操作
关键数据结构
/* The cJSON structure: */
typedef struct cJSON
{
/* next/prev allow you to walk array/object chains. Alternatively, use GetArraySize/GetArrayItem/GetObjectItem */
struct cJSON *next;
struct cJSON *prev;
/* An array or object item will have a child pointer pointing to a chain of the items in the array/object. */
struct cJSON *child;
/* The type of the item, as above. */
int type;
/* The item's string, if type==cJSON_String and type == cJSON_Raw */
char *valuestring;
/* writing to valueint is DEPRECATED, use cJSON_SetNumberValue instead */
int valueint;
/* The item's number, if type==cJSON_Number */
double valuedouble;
/* The item's name string, if this item is the child of, or is in the list of subitems of an object. */
char *string;
} cJSON;
设计为一个结点结构体，有前后结点和孩子结点，type是该结点存放的数据类型，后面依次为数据存储。
设计思想
**根据上面结构体定义，设计的主要思想就是链表。**通过前后结点遍历，同时使用child*支持嵌套。
首先，它不是将一整段JSON数据抽象出来，而是将其中的一条JSON数据抽象出来，也就是一个键值对，用上面的结构体 strcut cJSON 来表示；
其次，一段完整的JSON数据中由很多键值对组成，并且涉及到键值对的查找、删除、添加，所以使用链表来存储整段JSON数据，如上面的代码所示：
next指针：指向下一个键值对
prev指针：指向上一个键值对
最后，因为JSON数据支持嵌套，所以一个键值对的值会是一个新的JSON数据对象（一条新的链表），也有可能是一个数组，方便起见，在cJSON中，数组也表示为一个数组对象，用链表存储，所以：
在键值对结构体中，当该键值对的值是一个嵌套的JSON数据或者一个数组时，由child指针指向该条新链表。
JSON数据解析
解析JSON数据的过程，其实就是剥离一个一个链表节点(键值对)的过程。
用于**「将字符串解析成json对象」**，若失败则返回NULL。
cJSON *cJSON_Parse(const char *value);
用于**「获取json对象中的某个节点」**，若失败，返回NULL，成功则返回该节点对象。
cJSON *cJSON_GetObjectItem(cJSON *object,const char *string);
用于释放json对象相关内存。
void cJSON_Delete(cJSON *c);
如果JSON数据的值是数组,可以通过下面接口获取JSON 数组大小和数组里面的JSON 对象
int cJSON_GetArraySize(const cJSON *array);
cJSON * cJSON_GetArrayItem(const cJSON *array, int index);
解析步骤
从网上看到一个比较有趣的王者荣耀的json，下面以它为例：
[{
"ename": 105,
"cname": "廉颇",
"title": "正义爆轰",
"new_type": 0,
"hero_type": 3,
"skin_name": "正义爆轰|地狱岩魂"
}, {
"ename": 106,
"cname": "小乔",
"title": "恋之微风",
"new_type": 0,
"hero_type": 2,
"skin_name": "恋之微风|万圣前夜|天鹅之梦|纯白花嫁|缤纷独角兽"
}]
- 通过cJSON接口解析buffer中的字符串
- 获取JSON指定字段
解析示例：
#include 
本示例，演示了解析数组，还有解析单项的操作，其他解析嵌套等操作，大家可以自由探索。
在本示例中，因为我提前知道数据的类型，比如字符型或者浮点型，所以我直接使用指针指向对应的数据域提取，在实际使用时，如果提前不确定数据类型，应该先判断type的值，确定数据类型，再从对应的数据域中提取数据。
json数据封装
封装JSON数据的过程，其实就是**「创建链表」和「向链表中添加节点」**的过程。
首先来讲述一下链表中的一些术语：
- 「头指针」：指向链表头结点的指针；
- 「头结点」：不存放有效数据，方便链表操作；
- 「首节点」：第一个存放有效数据的节点；
- 「尾节点」：最后一个存放有效数据的节点；
封装步骤
明白了这几个概念之后，我们开始讲述**「创建一段完整的JSON数据」，即如何「创建一条完整的链表」**。
- ① 「创建头指针」：
cJSON* cjson_test = NULL;
- ② 「创建头结点」，并将头指针指向头结点：
cjson_test = cJSON_CreateObject();
- ③ 尽情的向链表中**「添加节点」**：
/* 添加一个值为 null 的布尔类型的JSON数据(添加一个链表节点) */
cJSON_AddNullToObject(cJSON * const object, const char * const name);
/* 添加一个值为 true 的布尔类型的JSON数据(添加一个链表节点) */
cJSON_AddTrueToObject(cJSON * const object, const char * const name);
/* 添加一个值为 False 的布尔类型的JSON数据(添加一个链表节点) */
cJSON_AddFalseToObject(cJSON * const object, const char * const name);
/* 添加一个值为布尔类型的JSON数据 0:false 非0:true (添加一个链表节点) */
cJSON_AddBoolToObject(cJSON * const object, const char * const name, const cJSON_bool boolean);
/* 添加一条数值类型的JSON数据(添加一个链表节点) */
cJSON_AddNumberToObject(cJSON * const object, const char * const name, const double number);
/* 添加一条字符串类型的JSON数据(添加一个链表节点) */
cJSON_AddStringToObject(cJSON * const object, const char * const name, const char * const string);
/* 添加一行数据(添加一个链表节点) */
cJSON_AddRawToObject(cJSON * const object, const char * const name, const char * const raw);
/* 添加一个空对象(添加一个链表节点) */
cJSON_AddObjectToObject(cJSON * const object, const char * const name);
/* 添加一个空数组(添加一个链表节点) */
cJSON_AddArrayToObject(cJSON * const object, const char * const name);
/* 添加一个嵌套的JSON对象/数组（添加一个链表节点） */
cJSON_AddItemToObject(cJSON *object, const char *string, cJSON *item);
cJSON还提供了将JSON对象转换成字符串输出到终端
char *cJSON_Print(const cJSON *item);
封装示例
#include 
使用注意事项
内存及时释放
cJSON的所有操作都是基于链表的，所以cJSON在使用过程中大量的使用malloc从堆中分配动态内存的，所以在使用完之后，应当及时调用下面的函数，清空cJSON指针所指向的内存，该函数也可用于删除某一条数据：
(void) cJSON_Delete(cJSON *item);
注意：该函数删除一条JSON数据时，如果有嵌套，会连带删除。
内存钩子
cJSON在支持自定义malloc函数和free函数，方法如下：
① 使用cJSON_Hooks来连接自定义malloc函数和free函数：
typedef struct cJSON_Hooks
{
/* malloc/free are CDECL on Windows regardless of the default calling convention of the compiler, so ensure the hooks allow passing those functions directly. */
void *(CJSON_CDECL *malloc_fn)(size_t sz);
void (CJSON_CDECL *free_fn)(void *ptr);
} cJSON_Hooks;
② 初始化钩子cJSON_Hooks
(void) cJSON_InitHooks(cJSON_Hooks* hooks);
阅读心得
该项目是纯c编写的，运用了大量的指针和动态申请内存，以及一些语言特性static、const的运用，作为C或C++的学习项目还挺有用的。
下面是总结：
比较巧妙的地方
1.链表的使用
2.hooks的使用
typedef struct cJSON_Hooks
{
/* malloc/free are CDECL on Windows regardless of the default calling convention of the compiler, so ensure the hooks allow passing those functions directly. */
void *(CJSON_CDECL *malloc_fn)(size_t sz);
void (CJSON_CDECL *free_fn)(void *ptr);
} cJSON_Hooks;
typedef struct internal_hooks
{
void *(CJSON_CDECL *allocate)(size_t size);
void (CJSON_CDECL *deallocate)(void *pointer);
void *(CJSON_CDECL *reallocate)(void *pointer, size_t size);
} internal_hooks;
json的设计格式
如何用c编写json格式的语言，我找到了作者设计时候的参考图，大家可以简单了解一下：
object是名称/值 的无序集合：
数组的设计：
键值的设计：
string是一个零个或多个Unicode字符的序列，用双引号包装，使用反斜杠转义。字符表示为单个字符串。字符串非常类似于C或Java字符串。
数字 非常类似于C或Java数字，只是不使用八进制和十六进制格式。
空格可以插入到任意对令牌之间。除了一些编码细节外，这完全描述了语言。
可以看到都是用空格做间隔的。
char *message =
"[ \
{ \
\"ename\": 105, \
\"cname\" : \"廉颇\", \
\"title\" : \"正义爆轰\", \
\"new_type\" : 0, \
\"hero_type\" : 3, \
\"skin_name\" : \"正义爆轰|地狱岩魂\" \
}, \
{ \
\"ename\": 106, \
\"cname\" : \"小乔\", \
\"title\" : \"恋之微风\", \
\"new_type\" : 0, \
\"hero_type\" : 2, \
\"skin_name\" : \"恋之微风|万圣前夜|天鹅之梦|纯白花嫁|缤纷独角兽\" \
} \
]";
参考资料
一款轻量级的JSON解析库，用cJSON让你看清王者荣耀
cJSON使用详细教程 | 一个轻量级C语言JSON解析器