JSON语法规则
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)
示例如下:
{
"name": "mculover666",
"age": 22,
"weight": 55.5,
"address":
{
"country": "China",
"zip-code": 111111
},
"skill": ["c", "Java", "Python"],
"student": false
}
cJSON
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
使用Git命令将其拉取到本地:
git clone https://github.com/DaveGamble/cJSON.git
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从Github拉取cJSON源码后,文件非常多,但是其中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"
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2. cJSON数据结构和设计思想
cJSON的设计思想从其数据结构上就能反映出来。
cJSON使用cJSON结构体来表示一个JSON数据,定义在cJSON.h中,源码如下:
/* 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;
cJSON的设计很巧妙。
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,其中用来存放值的成员列表如下:
String:用于表示该键值对的名称;
type:用于表示该键值对中值的类型;
valuestring:如果键值类型(type)是字符串,则将该指针指向键值;
valueint:如果键值类型(type)是整数,则将该指针指向键值;
valuedouble:如果键值类型(type)是浮点数,则将该指针指向键值;
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。
3. JSON数据封装
封装方法
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;
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;
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② 创建头结点,并将头指针指向头结点:
cjson_test = cJSON_CreateObject();
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③ 尽情的向链表中添加节点:
cJSON_AddNullToObject(cJSON * const object, const char * const name);
cJSON_AddTrueToObject(cJSON * const object, const char * const name);
cJSON_AddFalseToObject(cJSON * const object, const char * const name);
cJSON_AddBoolToObject(cJSON * const object, const char * const name, const cJSON_bool boolean);
cJSON_AddNumberToObject(cJSON * const object, const char * const name, const double number);
cJSON_AddStringToObject(cJSON * const object, const char * const name, const char * const string);
cJSON_AddRawToObject(cJSON * const object, const char * const name, const char * const raw);
cJSON_AddObjectToObject(cJSON * const object, const char * const name);
cJSON_AddArrayToObject(cJSON * const object, const char * const name);
输出JSON数据
上面讲述,一段完整的JSON数据就是一条长长的链表,那么,如何打印出这段JSON数据呢?
cJSON提供了一个API,可以将整条链表中存放的JSON信息输出到一个字符串中:
(char *) cJSON_Print(const cJSON *item);
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使用的时候,只需要接收该函数返回的指针地址即可。
封装数据和打印数据示例
单纯的讲述方法还不够,下面用一个例子来说明,封装出开头给出的那段JSON数据:
#include
#include "cJSON.h"
int main(void)
{
cJSON* cjson_test = NULL;
cJSON* cjson_address = NULL;
cJSON* cjson_skill = NULL;
char* str = NULL;
/* 创建一个JSON数据对象(链表头结点) */
cjson_test = cJSON_CreateObject();
/* 添加一条字符串类型的JSON数据(添加一个链表节点) */
cJSON_AddStringToObject(cjson_test, "name", "mculover666");
/* 添加一条整数类型的JSON数据(添加一个链表节点) */
cJSON_AddNumberToObject(cjson_test, "age", 22);
/* 添加一条浮点类型的JSON数据(添加一个链表节点) */
cJSON_AddNumberToObject(cjson_test, "weight", 55.5);
/* 添加一个嵌套的JSON数据(添加一个链表节点) */
cjson_address = cJSON_CreateObject();
cJSON_AddStringToObject(cjson_address, "country", "China");
cJSON_AddNumberToObject(cjson_address, "zip-code", 111111);
cJSON_AddItemToObject(cjson_test, "address", cjson_address);
/* 添加一个数组类型的JSON数据(添加一个链表节点) */
cjson_skill = cJSON_CreateArray();
cJSON_AddItemToArray(cjson_skill, cJSON_CreateString( "C" ));
cJSON_AddItemToArray(cjson_skill, cJSON_CreateString( "Java" ));
cJSON_AddItemToArray(cjson_skill, cJSON_CreateString( "Python" ));
cJSON_AddItemToObject(cjson_test, "skill", cjson_skill);
/* 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_test, "student");
/* 打印JSON对象(整条链表)的所有数据 */
str = cJSON_Print(cjson_test);
printf("%s\n", str);
return 0;
}
编译运行:
gcc cJSON.c example1.c -o example1.exe
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实验结果如图:
该JSON数据链表的关系如图:
4. cJSON数据解析
解析方法
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。
解析方法如下:
① 创建链表头指针:
cJSON* cjson_test = NULL;
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② 解析整段JSON数据,并将链表头结点地址返回,赋值给头指针:
解析整段数据使用的API只有一个:
(cJSON *) cJSON_Parse(const char *value);
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③ 根据键值对的名称从链表中取出对应的值,返回该键值对(链表节点)的地址
(cJSON *) cJSON_GetObjectItem(const cJSON * const object, const char * const string);
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④ 如果JSON数据的值是数组,使用下面的两个API提取数据:
(int) cJSON_GetArraySize(const cJSON *array);
(cJSON *) cJSON_GetArrayItem(const cJSON *array, int index);
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解析示例
下面用一个例子来说明如何解析出开头给出的那段JSON数据:
#include
#include "cJSON.h"
char *message =
"{ \
\"name\":\"mculover666\", \
\"age\": 22, \
\"weight\": 55.5, \
\"address\": \
{ \
\"country\": \"China\",\
\"zip-code\": 111111\
}, \
\"skill\": [\"c\", \"Java\", \"Python\"],\
\"student\": false \
}";
int main(void)
{
cJSON* cjson_test = NULL;
cJSON* cjson_name = NULL;
cJSON* cjson_age = NULL;
cJSON* cjson_weight = NULL;
cJSON* cjson_address = NULL;
cJSON* cjson_address_country = NULL;
cJSON* cjson_address_zipcode = NULL;
cJSON* cjson_skill = NULL;
cJSON* cjson_student = NULL;
int skill_array_size = 0, i = 0;
cJSON* cjson_skill_item = NULL;
/* 解析整段JSO数据 */
cjson_test = cJSON_Parse(message);
if(cjson_test == NULL)
{
printf("parse fail.\n");
return -1;
}
/* 依次根据名称提取JSON数据(键值对) */
cjson_name = cJSON_GetObjectItem(cjson_test, "name");
cjson_age = cJSON_GetObjectItem(cjson_test, "age");
cjson_weight = cJSON_GetObjectItem(cjson_test, "weight");
printf("name: %s\n", cjson_name->valuestring);
printf("age:%d\n", cjson_age->valueint);
printf("weight:%.1f\n", cjson_weight->valuedouble);
/* 解析嵌套json数据 */
cjson_address = cJSON_GetObjectItem(cjson_test, "address");
cjson_address_country = cJSON_GetObjectItem(cjson_address, "country");
cjson_address_zipcode = cJSON_GetObjectItem(cjson_address, "zip-code");
printf("address-country:%s\naddress-zipcode:%d\n", cjson_address_country->valuestring, cjson_address_zipcode->valueint);
/* 解析数组 */
cjson_skill = cJSON_GetObjectItem(cjson_test, "skill");
skill_array_size = cJSON_GetArraySize(cjson_skill);
printf("skill:[");
for(i = 0; i < skill_array_size; i++)
{
cjson_skill_item = cJSON_GetArrayItem(cjson_skill, i);
printf("%s,", cjson_skill_item->valuestring);
}
printf("\b]\n");
/* 解析布尔型数据 */
cjson_student = cJSON_GetObjectItem(cjson_test, "student");
if(cjson_student->valueint == 0)
{
printf("student: false\n");
}
else
{
printf("student:error\n");
}
return 0;
}
编译:
gcc cJSON.c example2.c -o example2.exe
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运行结果如图:
注意事项
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。
5. cJSON使用过程中的内存问题
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);
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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);
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原文链接:https://blog.csdn.net/Mculover666/article/details/103796256