JSON【代码演示详解，带你精通 JSON】

转载于： http://c.biancheng.net/json/ajax-json.html

JSON是什么？

JSON 全称“JavaScript Object Notation”，译为“JavaScript 对象简谱”或“JavaScript 对象表示法”，是一种轻量级的、基于文本的、开放的数据交换格式。JSON 在 Web 开发领域有着举足轻重的地位，如果您想在 Web 开发领域大展身手的话，就必须了解 JSON。

数据交换是指，两个设备之间建立连接并互相传递数据的过程。

尽管 JSON 的名称中包含“JavaScript”，但它并不是只能在 JavaScript 中使用，大多数编程语言都支持 JSON（有些本身就支持，有些可以通过第三方库得到支持），例如 JavaScript、Java、PHP、Python、C++ 等。

什么是 JSON？

JSON 是一种纯字符串形式的数据，它本身不提供任何方法（函数），非常适合在网络中进行传输。JavaScript、PHP、Java、Python、C++ 等编程语言中都内置了处理 JSON 数据的方法。

JSON 是基于 JavaScript（Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999）的一个子集，是一种开放的、轻量级的数据交换格式，采用独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据，易于程序员阅读与编写，同时也易于计算机解析和生成，通常用于在 Web 客户端（浏览器）与 Web 服务器端之间传递数据。

在 JSON 中，使用以下两种方式来表示数据：

• Object（对象）：键/值对（名称/值）的集合，使用花括号{ }定义。在每个键/值对中，以键开头，后跟一个冒号:，最后是值。多个键/值对之间使用逗号,分隔，例如{"name":"C语言中文网","url":"http://c.biancheng.net"}；
• Array（数组）：值的有序集合，使用方括号[ ]定义，数组中每个值之间使用逗号,进行分隔。

下面展示了一个简单的 JSON 数据：

{
    "Name":"C语言中文网",
    "Url":"http://c.biancheng.net/",
    "Tutorial":"JSON",
    "Article":[
        "JSON 是什么？",
        "JSONP 是什么？",
        "JSON 语法规则"
    ]
}

JSON 发展史

2000 年初，Douglas Crockford（道格拉斯·克罗克福特）发明了 JSON，并从 2001 年开始推广使用。同年 4 月，位于旧金山湾区某车库的一台计算机发出了首个 JSON 格式的数据，这是计算机历史上的重要时刻。

图：道格拉斯·克罗克福特

2005-2006 年，JSON 正式成为主流的数据格式，雅虎、谷歌等知名网站开始广泛使用 JSON 格式。

2013 年，ECMA International（欧洲计算机制造商协会）制定了 JSON 的语法标准——ECMA-404。

经过 20 年左右的发展，JSON 已经替代了 XML，成为了 Web 开发中首选的数据交换格式。

为什么要使用 JSON？

JSON 并不是唯一能够实现在互联网中传输数据的方式，除此之外还有一种 XML 格式。JSON 和 XML 能够执行许多相同的任务，那么我们为什么要使用 JSON，而不是 XML 呢？

之所以使用 JSON，最主要的原因是 JavaScript。众所周知，JavaScript 是 Web 开发中不可或缺的技术之一，而 JSON 是基于 JavaScript 的一个子集，JavaScript 默认就支持 JSON，而且只要您学会了 JavaScript，就可以轻松地使用 JSON，不需要学习额外的知识。

另一个原因是 JSON 比 XML 的可读性更高，而且 JSON 更加简洁，更容易理解。

与 XML 相比，JSON 具有以下优点：

• 结构简单、紧凑：与 XML 相比，JSON 遵循简单、紧凑的风格，有利于程序员编辑和阅读，而 XML 相对比较复杂；
• 更快：JSON 的解析速度比 XML 更快（因为 XML 与 HTML 很像，在解析大型 XML 文件时需要消耗额外的内存），存储同样的数据，JSON 格式所占的存储空间更小；
• 可读性高：JSON 的结构有利于程序员阅读。

JSON 的不足

任何事物都不可能十全十美，JSON 也不例外，比如：

• 只有一种数字类型：JSON 中只支持 IEEE-754 双精度浮点格式，因此您无法使用 JSON 来存储许多编程语言中多样化的数字类型；
• 没有日期类型：在 JSON 中您只能通过日期的字符串（例如：1970-01-01）或者时间戳（例如：1632366361）来表示日期；
• 没有注释：在 JSON 中无法添加注释；
• 冗长：虽然 JSON 比 XML 更加简洁，但它并不是最简洁的数据交换格式，对于数据量庞大或用途特殊的服务，您需要使用更加高效的数据格式。

JSON 应该如何存储？

JSON 数据可以存储在 .json 格式的文件中（与 .txt 格式类似，都属于纯文本文件），也可以将 JSON 数据以字符串的形式存储在数据库、Cookie、Session 中。

要使用存储好的 JSON 数据也非常简单，不同的编程语言中提供了不同的方法来检索和解析 JSON 数据，例如 JavaScript 中的 JSON.parse() 和 JSON.stringify()、PHP 中的 json_decode() 和 json_encode()。

什么时候会使用 JSON

简单了解了 JSON 之后，我们再来看看什么时候适合使用 JSON。

1) 定义接口

JSON 使用最多的地方莫过于 Web 开发领域了，现在的数据接口基本上都是返回 JSON 格式的数据，比如：

• 使用 Ajax 异步加载的数据；
• RPC 远程调用；
• 前后端分离，后端返回的数据；
• 开发 API，例如百度、高德的一些开放接口。

这些接口一般都会提供一个接口文档，说明接口调用的方法、需要的参数以及返回数据的介绍等。

2) 序列化

程序在运行时所有的变量都是存储在内存中的，如果程序重启或者服务器宕机，这些数据就会丢失。一般情况下运行时变量并不是很重要，丢了就丢了，但有些数据则需要保存下来，供下次程序启动或其它程序使用。

我们可以将这些数据保存到数据库中，也可以保存到一个文件中，这个将内存中数据保存起来的过程称为序列化。序列化在 Python 中称为 pickling，在其他语言中也被称为 serialization、marshalling、flattening 等等，都是一个意思。

通常情况下，序列化是将程序中的对象直接转换为可保存或者可传输的数据，但这样会保存对象的类型信息，无法做到跨语言使用，例如我们使用 Python 将数据序列化到硬盘，然后使用 Java 来读取这份数据，这时由于不同编程语言的数据类型不同，就会造成读取失败。如果在序列化之前，先将对象信息转换为 JSON 格式，则不会出现此类问题。

3) 生成 Token

Token 的形式多种多样，JSON、字符串、数字等都可以用来生成 Token，JSON 格式的 Token 最有代表性的是 JWT（JSON Web Tokens）。

随着技术的发展，分布式 Web 应用越来越普及，通过 Session 管理用户登录状态的成本越来越高，因此慢慢发展为使用 Token 做登录身份校验，然后通过 Token 去取 Redis 中缓存的用户信息。随着之后 JWT 的出现，校验方式变得更加简单便捷，无需再通过 Redis 缓存，而是直接根据 Token 读取保存的用户信息。

4) 配置文件

我们还可以使用 JSON 来作为程序的配置文件，最具代表型的是 npm（Node.js 的包管理工具）的 package.json 包管理配置文件，如下所示：

{
    "name": "server",
    "version": "0.0.0",
    "private": true,
    "main": "server.js",
    "scripts": {
        "start": "node ./bin/www"
    },
    "dependencies": {
        "cookie-parser": "~1.4.3",
        "debug": "~2.6.9",
        "express": "~4.16.0",
        "http-errors": "~1.6.2",
        "jade": "~1.11.0",
        "morgan": "~1.9.0"
    }
}

提示：虽然 JSON 可以用来定义配置文件，但由于 JSON 中不能添加注释，使得配置文件的可读性较差。

总结

JSON 是一种轻量级的数据交换格式，它是基于 JavaScript 的一个子集，采用完全独立于编程语言的格式来表示数据，可以跨语言、跨平台使用。简洁清晰的层次结构使得 JSON 逐渐替代了 XML，成为了最理想的数据交换格式，广泛应用于 Web 开发领域。

JSON语法规则

JSON 的语法与 JavaScript 中的对象很像，在 JSON 中主要使用以下两种方式来表示数据：

• Object（对象）：键/值对（名称/值）的集合，使用花括号{ }定义。在每个键/值对中，以键开头，后跟一个冒号:，最后是值。多个键/值对之间使用逗号,分隔，例如{"name":"C语言中文网","url":"http://c.biancheng.net"}；
• Array（数组）：值的有序集合，使用方括号[ ]定义，数组中每个值之间使用逗号,进行分隔。

下面展示了一个简单的 JSON 数据：

{
    "Name":"C语言中文网",
    "Url":"http://c.biancheng.net/",
    "Tutorial":"JSON",
    "Article":[
        "JSON 是什么？",
        "JSONP 是什么？",
        "JSON 语法规则"
    ]
}

注意：所有 JSON 数据需要包裹在一个花括号中，类似于 JavaScript 中的对象。

JSON 中的键

JSON 数据是以键/值对（名称/值）的形式书写的，键表示数据的名称，需要以字符串的形式定义（在双引号中定义），后面紧跟一个冒号，最后是值，如下例所示：

“name”:“C语言中文网”

类似于 JavaScript 对象中的：

name:“C语言中文网”

JSON 中的值

JSON 中的值可以是以下数据类型：

• 数字（整数或浮点数）；
• 字符串（需要在双引号中定义）；
• 布尔值（true 或 false）；
• 数组（在方括号中定义）；
• 对象（在花括号中定义）；
• null（空）。

另外，在 JSON 中，不同的键/值对之间需要使用逗号进行分隔，如下例所示：

{
    "number":123,
    "float":3.14,
    "string":"C语言中文网",
    "bool":true,
    "array":[
        "employees",
        {"name":"peter", "age": 18},
        {"name":"Anna", "age": 16}
    ],
    "object":{
        "name":"C语言中文网",
        "url":"http://c.biancheng.net/"
    }
}

在使用 JSON 时，有以下几点需要注意：

• JSON 是一段包裹在花括号中的数据，数据由若干键/值对组成；
• 键和值之间使用冒号分隔；
• 不同的键/值对之间使用逗号分隔；
• 键需要以字符串的形式定义（即使用双引号包裹，注意：不能使用单引号）；
• 值可以是数字、字符串、布尔值、数组、对象、null；
• 键必须是唯一的，不能重复，否则后定义的键/值对会覆盖前面定义的键/值对；
• JSON 中不可以使用八进制或十六进制表示数字。

JSON 与 JavaScript 对象的区别

粗略的看起来，您可能觉得 JSON 就是一个 JavaScript 的对象，但其实不是这样的，JSON 与 JavaScript 对象之间还是有区别的。

首先，JSON 是一种数据交换格式，可以跨语言、跨平台使用，它只是与 JavaScript 有些渊源，并不是 JavaScript 的一部分。

就语法而言，JSON 与 JavaScript 最主要的区别就是，JSON 中每个键都必须是一个字符串，而 JavaScript 对象则没有这个限制，如下所示：

// JavaScript 中的对象
{
  foo: "bar"
}
// JSON
{
  "foo": "bar"
}

另外，在 JavaScript 对象中，您既可以使用双引号也可以使用单引号，但在 JSON 中只能使用双引号。还有就是 JSON 中没有日期类型，也不能定义注释，所以您只能通过日期的字符串（例如：1970-01-01）或者时间戳（例如：1632366361）来表示日期。

JSON数据类型

JSON 是 Web 开发中使用最广泛的数据交换格式，它独立于编程语言，能够被大多数编程语言使用。本节我们来详细介绍一下 JSON 中支持的数据类型。

JSON 中支持的数据类型可以分为简单数据类型和复杂数据类型两种，其中简单数据类型包括：string（字符串）、number（数字）、boolean（布尔值）和 null（空）；复杂数据类型包括：Array（数组）和 Object（对象）。

1、字符串

JSON 中的字符串需要使用双引号定义（注意：不能使用单引号），字符串中可以包含零个或多个 Unicode 字符。另外，JSON 的字符串中也可以包含一些转义字符，例如：

• \\反斜线本身；
• \/正斜线；
• \"双引号
• \b退格；
• \f换页；
• \n换行；
• \r回车；
• \t水平制表符；
• \u四位的十六进制数字。

示例代码如下：

{
    "name":"C语言中文网",
    "url":"http://c.biancheng.net/",
    "title":"JSON 数据类型"
}

2、数字

JSON 中不区分整型和浮点型，只支持使用 IEEE-754 双精度浮点格式来定义数字。此外，JSON 中不能使用八进制和十六进制表示数字，但可以使用 e 或 E 来表示 10 的指数。

IEEE-754 表示二进制浮点数算术标准，是 20 世纪 80 年代以来使用最广泛的浮点数运算标准。

示例代码如下：

{
    "number_1" : 210,
    "number_2" : -210,
    "number_3" : 21.05,
    "number_4" : 1.0E+2
}

3、布尔值

JSON 中的布尔值与 JavaScript、PHP、Java 等编程语言中相似，有两个值，分别为 true（真）和 false（假），如下例所示：

{
    "message" : true,
    "pay_succeed" : false
}

4、空

null（空）是 JSON 中的一个特殊值，表示没有任何值，当 JSON 中的某些键没有具体值时，就可以将其设置为 null，如下例所示：

{
    "id" : 1,
    "visibility" : true,
    "popularity" : null
}

5、对象

JSON 中，对象由花括号{ }以及其中的若干键/值对组成，一个对象中可以包含零个或多个键/值对，每个键/值对之间需要使用逗号,分隔，如下例所示：

{
    "author": {
        "name": "C语言中文网",
        "url": "http://c.biancheng.net/"
    }
}

6、数组

JSON 中，数组由方括号[ ]和其中的若干值组成，值可以是 JSON 中支持的任意类型，每个值之间使用逗号,进行分隔，如下例所示：

{
    "course" : [
        "JSON 教程",
        "JavaScript 教程",
        "HTML 教程",
        {
            "website" : "C语言中文网",
            "url" : "http://c.biancheng.net"
        },
        [
            3.14,
            true
        ],
        null
    ]
}

JSON对象（object）

在 JSON 中，对象是一个无序的、键/值对的集合，一个对象以左花括号{ 开始，以右花括号}结束，左右花括号之间为对象中的若干键/值对。键/值对中，键必须是字符串类型（即使用双引号将键包裹起来），而值可以是 JSON 中的任意类型，键和值之间需要使用冒号:分隔开，不同的键/值对之间需要使用逗号,分隔开。关于 JSON 中支持的数据类型，您可以查阅《JSON数据类型》一节。

下面来看一个 JSON 对象的例子：

{ 
    "website": {
        "name" : "C语言中文网",
        "url" : "http://c.biancheng.net/"
    } 
}

通过上面的示例可以看出，整个 JSON 就是一个对象类型，在这个对象中包含一个名为“website”的键，与键所对应的值同样也是一个对象，对象中包含“name”、“url”等键，以及与键所对应的值。

在 JSON 中使用对象类型时，有以下几点需要注意：

• 对象必须包裹在花括号{ }中；
• 对象中的内容需要以键/值对的形式编写；
• 键必须是字符串类型，即使用双引号" "将键包裹起来；
• 值可以是任意 JSON 中支持的数据类型（例如字符串、数字、对象、数组、布尔值、null 等）；
• 键和值之间使用冒号进行分隔；
• 不同键/值对之间使用逗号进行分隔；
• 对象中的最后一个键/值对末尾不需要添加逗号。

另外，JSON 对象中可以嵌套其它的任意类型，例如对象、数组等，如下例所示：

// 键/值对中，键必须使用双引号定义，值若是字符串类型也必须使用双引号定义
{
    "name": "C语言中文网",
    "age": 18,
    "url": "http://c.biancheng.net/",
    "course": {
        "title": "JSON教程",
        "list": [
            "JSON是什么？",
            "JSON语法规则",
            "JSON数据类型"    // 这个地方不能添加逗号，因为它是数组中最后一个值
        ]    // 这个地方也不能添加逗号，因为它是对象中最后一个键/值对
    }    // 这个地方也不可以有逗号，因为它也是对象的最后一个键/值对
}

提示：上面示例中，注释不是 JSON 的一部分，因为 JSON 中不支持定义注释。使用上述 JSON 数据之前，需要先将注释内容删除。

JSON数组（array）

数组是值的有序集合，JSON 中的数组与 JavaScript 中的数组相似，同样需要使用方括号[ ]定义，方括号中为数组中的若干值，值可以是 JSON 中支持的任意类型（例如字符串、数字、布尔值、对象、数组等），每个值之间使用逗号,分隔开，具体语法格式如下：

[value_1, value_2, value_3, …, value_N]

下面来看一个 JSON 数组的示例：

{
    "array":[
        {
            "name":"C语言中文网",
            "url":"http://c.biancheng.net/",
            "course":"JSON教程"
        },
        [
            "JSON是什么？",
            "JSON语法规则",
            "JSON数据类型"
        ],
        "JSON",
        18,
        true
    ]
}

通过上面的示例可以看出，JSON 中数组与对象不同，对象是由若干键/值对组成，而数组则是由若干值构成的。数组中的值可以是 JSON 中的任意类型，在上面的示例中就分别使用了对象、数组、字符串、数字、布尔值等类型。

在 JSON 中使用数组时，有以下几点需要注意：

• 数组必须使用方括号[ ]定义；
• 数组的内容由若干值组成；
• 每个值之间需要使用逗号,进行分隔；
• 最后一个值末尾不需要添加逗号；
• 数组中的值可以是 JSON 中的任何类型，例如字符串、数字、对象、数组、布尔值、null 等。

JSON注释

JSON 是一种纯粹的数据交换格式，其简单、灵活的特性使得 JSON 适合被用于各种不同的场景，例如在配置文件中、在接口返回的数据中都会用到 JSON 格式。然而 JSON 却有一个非常明显的缺点，那就是 JSON 不能像编程语言那样添加注释，JSON 中的任何内容都会看作数据的一部分。

之所以不允许添加注释，是因为 JSON 主要是用来存储数据的，过多的注释会对数据的可读性造成影响，同时也会造成数据体积变大，进而影响数据传输、解析的速度。

但是，在某些场景中，我们又需要使用注释。例如在 JSON 格式的配置文件中，我们希望以注释的形式对配置信息进行解释说明；在接口返回的 JSON 数据中，我们希望通过注释描述数据的含义等等。那么我们要怎么在 JSON 数据中添加注释呢？下面就来介绍几种方法。

使用特殊的键名

想要在 JSON 中添加注释，我们可以在要添加注释键/值对的前面（或后面）添加一个同名的键，并在键名中添加一个特殊字符加以区分，例如@、#、?、_、/等，然后在与键对应的值中定义注释的内容。

注意：在键名中添加特殊字符时，应尽量避免:、{ 、}、[、]等 JSON 中常用的字符。

下面通过一个简单的示例来演示一下如何通过特殊的键名在 JSON 中添加注释：

{
    "@name": "网站名称",
    "name": "C语言中文网",
    "_url": "网址",
    "url": "http://c.biancheng.net/",
    "course": "JSON 教程",
    "@charge": "0=收费; 1=免费",
    "charge": 1,
    "#list": "教程目录",
    "list": [
        "JSON数据类型",
        "JSON对象",
        "JSON数组"
    ],
    "message": {
        "code": 0,
        "message": "OK",
        "#data": {
            "#id": "用户ID",
            "#type": "0=正常; 1=异常",
            "#name": "姓名",
            "#createTime": "创建时间(yyyy-MM-dd)"
        },
        "data": {
            "id": "12345",
            "type": 0,
            "name": "我的名字",
            "createTime": "2020-05-20"
        }
    }
} 

除了可以在键名中添加特殊字符外，也可以直接以“comment”、“_comment” 或 “__comment”作为键名来定义注释，如下例所示：

{
    "_comment": "C语言中文网（http://c.biancheng.net/）—— 一个在线学习编程的网站",
    "course": {
        "name": "JSON 教程",
        "url": "http://c.biancheng.net/json/index.html"
    }
}

JSON5

JSON5 是由开发人员创建并在 GitHub（https://github.com/json5/json5/tree/4cf57da675f55c619f959132eb58a5683ca4a9c7）上发布的 JSON 的非官方标准，可以将它看作是 JSON 的升级版。JSON5 主要是通过引入部分 ECMAScript5.1 的特性来扩展 JSON 语法，减少 JSON 的某些限制，同时兼容现有的 JSON 格式。

与 JSON 相比，JSON5 做出了如下改变：

• 在对象或数组的末尾（即最后一个键/值对或值），可以添加逗号；
• 字符串可以使用单引号定义；
• 字符串中可以包含转义字符，并且可以跨越多行；
• 可以定义十六进制的数字；
• 数字可以包含前导或后导的小数点；
• 数字前可以添加一个加、减号来表示正负数；
• 可以使用//来定义单行注释，使用/* ... */来定义多行注释。

如下例所示：

{
    // 网站名称
    "name": "C语言中文网",
    // 网址
    "url": "http://c.biancheng.net/",
    "course": "JSON 教程",
    // 0=收费; 1=免费
    "charge": 1,
    // 教程目录
    "list": [
        "JSON数据类型",
        "JSON对象",
        "JSON数组"
    ],
    "message": {
        "code": 0,
        "message": "OK",
        /*
            id = 用户ID
            type = 0=正常; 1=异常
            name = 姓名
            createTime = 创建时间(yyyy-MM-dd)
         */
        "data": {
            "id": "12345",
            "type": 0,
            "name": "我的名字",
            "createTime": "2020-05-20"
        }
    }
} 

要使用 JSON5 非常简单，如果是在前端中使用，您可以直接引入一个 js 文件，如下例所示：

上面引入的 js 文件会创建一个全局的 JSON5 对象，示例代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head> 
    <meta charset="UTF-8">
    <title>JavaScript</title>
</head>
<body>
    <script src="https://unpkg.com/json5@^2.0.0/dist/index.min.js"></script>
    <script>
        var arr = {
            // 网站名称
            "name": "C语言中文网",
            // 网址
            "url": "http://c.biancheng.net/",
            "course": "JSON 教程",
            // 0=收费; 1=免费
            "charge": 1,
            // 教程目录
            "list": [
                "JSON数据类型",
                "JSON对象",
                "JSON数组"
            ],
            "message": {
                "code": 0,
                "message": "OK",
                /*
                    id = 用户ID
                    type = 0=正常; 1=异常
                    name = 姓名
                    createTime = 创建时间(yyyy-MM-dd)
                 */
                "data": {
                    "id": "12345",
                    "type": 0,
                    "name": "我的名字",
                    "createTime": "2020-05-20"
                }
            }
        };
        var str = JSON5.stringify(arr);
        console.log(arr)
    </script>
</body>
</html>

运行结果如下图所示：

图：在网页中引用 JSON5

此外，您也可以通过 Node.js 来安装 JSON5，安装命令如下：

npm install json5

安装成功后可以通过const JSON5 = require('json5')来创建全局的 JSON5 对象，如下例所示：

C:\Users\79330>npm install json5
npm WARN saveError ENOENT: no such file or directory, open ‘C:\Users\79330\package.json’
npm notice created a lockfile as package-lock.json. You should commit this file.
npm WARN enoent ENOENT: no such file or directory, open ‘C:\Users\79330\package.json’
npm WARN 79330 No description
npm WARN 79330 No repository field.
npm WARN 79330 No README data
npm WARN 79330 No license field.

+ [email protected]
added 2 packages from 5 contributors and audited 2 packages in 2.525s
found 0 vulnerabilities

C:\Users\79330>node
Welcome to Node.js v14.17.6.
Type “.help” for more information.
> const JSON5 = require(‘json5’)
undefined
> var arr = {
… // 网站名称
… “name”: “C语言中文网”,
… // 网址
… “url”: “http://c.biancheng.net/”,
… “course”: “JSON 教程”,
… // 0=收费; 1=免费
… “charge”: 1,
… // 教程目录
… “list”: [
… “JSON数据类型”,
… “JSON对象”,
… “JSON数组”
… ],
… “message”: {
… “code”: 0,
… “message”: “OK”,
… /*
… id = 用户ID
… type = 0=正常; 1=异常
… name = 姓名
… createTime = 创建时间(yyyy-MM-dd)
… */
… “data”: {
… “id”: “12345”,
… “type”: 0,
… “name”: “我的名字”,
… “createTime”: “2020-05-20”
… }
… };
undefined
> JSON5.stringify(arr)
“{name:‘C语言中文网’,url:‘http://c.biancheng.net/’,course:‘JSON 教程’,charge:1,list:[‘JSON数据类型’,‘JSON对象’,‘JSON数组’],message:{code:0,message:‘OK’,data:{id:‘12345’,type:0,name:‘我的名字’,createTime:‘2020-05-20’}}}”

JSON和XML的区别

JSON 和 XML 都是基于文本的可读格式，独立于编程语言，能够在几乎所有的编程语言中使用。本节我们就来介绍一下 JSON 和 XML 的区别。

在介绍 JSON 和 XML 的区别之前，我们先来分别介绍一下 JSON 和 XML。

什么是 XML？

XML 全称“Extensive Markup Language”，译为“可扩展标记语言”，是一种源自 SGML 的、基于文本的数据格式（XML 是 SGML 的一个子集）。

SGML 全称“Standard Generalized Markup language”，译为“标准通用标记语言”，简称“通用标言”，是一种定义电子文档结构和描述其内容的国际标准语言，是 1986 年国际标准化组织出版发布的一个信息管理方面的国际标准。

XML 是一种专门为了存储数据而创建的标记语言，它的编写方式与 HTML 非常相似，能够通过不同的标签来标记不同的内容，下面展示了一个简单 XML 数据：

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<note>
    <title>JSON教程</title>
    <author>C语言中文网</author>
    <url>http://c.biancheng.net/</url>
    <catalogue>
        <li>JSON是什么？</li>
        <li>JSONP是什么？</li>
        <li>JSON语法规则</li> 
    </catalogue>
</note>

XML 旨在传输或保存数据，而不是显示数据，在 XML 中，没有预定义标签，其中使用的所有标签都是自定义的，而且所有的标签都由两个部分组成，分别是开始标签（例如）和结束标签（例如）。需要注意的是，XML 中的标签是区分大小写的。

XML 的主要优点是它可以跨平台、跨语言进行传输。另外，XML 数据可以保存在格式为 .xml 的文本文件中。

什么是 JSON？

JSON 全称“JavaScript Object Notation”，译为“JavaScript 对象简谱”或“JavaScript 对象表示法”，是一种轻量级的、基于文本的、开放的数据交换格式。与 XML 相同，JavaScript 同样可以跨平台、跨语言传递数据。

JSON 数据的结构类似于一个 JavaScript 对象，如下例所示：

{
    "title":"JSON教程",
    "author":"C语言中文网",
    "url":"http://c.biancheng.net/",
    "catalogue":[
        "JSON是什么？",
        "JSONP是什么？",
        "JSON语法规则"
    ]
}

JSON 的优点在于其结构灵活，所有的浏览器都支持。而且 JSON 语法简单，大多数编程语言都支持 JSON（有些本身就支持，有些可以通过第三方库得到支持）。另外，JSON 数据可以存储在 .json 格式的文本文件中。

有关 JSON 的详细介绍，您可以查阅《JSON是什么？》一节。

JSON 与 XML 之间的差异

尽管 JSON 和 XML 的功能非常相似，但它们之间还是存在一些差异的，如下表所示：

JSON	XML
JSON 是一种数据格式	XML 是一种标记语言
与 XML 相比，JSON 数据更容易阅读	XML 文档相对来说阅读起来比较困难
JSON 数据可以存储在 .json 格式的文本文件中	XML 数据可以存储在 .xml 格式的文本文件中
JSON 中支持字符串、数字、数组、布尔值等类型	XML 中只有字符串类型
JSON 没有显示功能	XML 提供了显示数据的能力，因为它是一种标记语言
JSON 仅支持 UTF-8 编码	XML 支持各种编码
JSON 不支持注释	XML 支持注释
JSON 不支持命名空间	XML 支持命名空间
JSON 读写速度更快，且更容易解析	相对于 JSON，XML 数据结构更加复杂，解析速度相对较慢
相对于 XML，JSON 的安全性较低	相对于 JSON，XML 的安全性更高

JSON 与 XML 之间的相似之处

除了有许多不同的地方外，JSON 与 XML 之间也有许多相似的地方，最主要的就是，它们的用途是相同的，即存储和传输数据。其次，它们都可以存储在文本文件中，程序员无需借助计算机就可以读写它们中的内容。

此外，在 HTTP 请求中，JSON 和 XML 都能够作为传输数据的类型，在服务器与客户端之间进行传递。

JSON对比工具

JSON 是 Web 开发领域中最常用的数据传输格式之一，因为 JSON 的可读性较高，对于一些简单的 JSON 数据，我们不需要借助任何工具就可以轻易的读取。但对于复杂的 JSON 数据就需要借助工具才行，本节我们来介绍一些 JSON 对比工具。

要对比 JSON 数据，最简单的方法就是借助在线工具，在线工具即不需要安装，也不需要配置环境就可以拿来使用，在网络中可以找到许多优秀的 JSON 在线对比工具，如下所示：

• https://jsoncompare.org/
• https://jsoncompare.com/#!/diff/
• https://jsondiff.org/
• http://jsondiff.com/
• http://www.jsondiff.com/
• https://extendsclass.com/json-diff.html
• https://www.textcompare.org/json/
• https://jsoncompare.org/
• https://alldiff.in/
• https://bestjsonformatter.com/json-diff/
• https://www.jsonformatting.com/json-compare/
• https://url-decode.com/tool/json-diff/
• https://www.sojson.com/jsondiff.html
• https://www.json.cn/
• http://json365.com/json_compare
• https://jsonlint.com/

以 https://jsondiff.org/ 为例，要对比两个 JSON 数据，具体操作如下图所示：

图：对比两个 JSON 数据

对比结果如下图所示：

图：JSON 数据对比结果

除了在线工具外，我们也可以通过代码编辑器来对比 JSON 数据，例如 Visual Studio Code（简称“VS Code”）中就内置了文件对比工具，具体操作如下：

首先，选中第一个要对比的文件，点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“选择以进行比较”或“Select for Compare”，如下图所示：

图：选择第一个要对比的文件

然后，选中第二个要对比的文件，点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“与已选项目进行比较”或“Compare with Selected”，如下图所示：

图：选择第二个要对比的文件

对比结果如下图所示：

图：对比两个 json 文件

除了 VS Code 外，使用 Sublime Text 编辑器也可以进行文件对比，但是需要在 Sublime Text 中安装一个名为“Sublimerge”的插件，插件的安装方法大家可以参考 https://www.cnblogs.com/superjishere/p/11624668.html。插件安装完成后就可以进行文件对比了，具体操作如下：

首先，在第一个要对比的文件中单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Sublimerge”→“Compare to View”，如下图所示：

图：第一个要对比的文件

然后，在弹出的菜单中选择第二个要对比的文件，如下图所示：

图：第二个要对比的文件

对比结果如下图所示：

图：对比两个 json 文件

PHP JSON的解析和创建

JSON（全称“JavaScript Object Notation”）是一种轻量级的数据交换格式，易于读写，广泛应用于 Web 开发领域。本节我们来介绍一下在 PHP 中如何创建和解析 JSON 数据。

PHP 中提供了 json_encode() 和 json_decode() 两个函数分别创建和解析 JSON 数据，其中：

• json_encode()：可以将变量转换为 JSON 格式；
• json_decode()：可以对 JSON 格式的字符串进行解析。

json_encode()

json_encode() 函数能够将一个 PHP 变量转换为 JSON 数据，其语法格式如下：

json_encode(mixed $value, int $options = 0, int $depth = 512): string | false

参数说明如下：

• $value：要转换的变量，变量可以是任意数据类型；
• $options：可选参数，默认值为 0，可选值为以下 PHP 常量：JSON_FORCE_OBJECT、JSON_HEX_QUOT、JSON_HEX_TAG、JSON_HEX_AMP、JSON_HEX_APOS、JSON_INVALID_UTF8_IGNORE、JSON_INVALID_UTF8_SUBSTITUTE、 JSON_NUMERIC_CHECK、JSON_PARTIAL_OUTPUT_ON_ERROR、JSON_PRESERVE_ZERO_FRACTION、JSON_PRETTY_PRINT、JSON_UNESCAPED_LINE_TERMINATORS、JSON_UNESCAPED_SLASHES、JSON_UNESCAPED_UNICODE、JSON_THROW_ON_ERROR。关于这些常量了解即可，一般不怎么使用，它们的具体含义您可以通过 JSON 常量查阅；
• $depth：可选参数，用来设置递归的最大深度，它的值必须大于 0，默认值为 512，同 $options 参数一样，该参数同样不怎么使用。

若转换成功，json_encode() 函数会返回字符串类型的转换结果，若转换失败，则返回 false。

【示例】使用 json_encode() 函数将 PHP 变量转换为 JSON 格式：

<?php
    $arr = [
        "title"     => "JSON教程",
        "author"    => "C语言中文网",
        "url"       => "http://c.biancheng.net/",
        "catalogue" => [
            "JSON是什么？",
            "JSONP是什么？",
            "JSON语法规则"
        ]
    ];
    echo json_encode($arr);
?>

运行结果如下：

{“title”:“JSON\u6559\u7a0b”,“author”:“C\u8bed\u8a00\u4e2d\u6587\u7f51”,“url”:“http://c.biancheng.net/”,“catalogue”:[“JSON\u662f\u4ec0\u4e48\uff1f”,“JSONP\u662f\u4ec0\u4e48\uff1f”,“JSON\u8bed\u6cd5\u89c4\u5219”]}

通过运行结果可以看出，在使用 json_encode() 函数将变量转换为 JSON 数据时，会将变量中的中文字符编码为 Unicode 字符（\uXXXX 格式的字符），如果不需要这样的转换，将 json_encode() 函数的第二个参数设置为 JSON_UNESCAPED_UNICODE 即可，如下例所示：

<?php
    $arr = [
        "title"     => "JSON教程",
        "author"    => "C语言中文网",
        "url"       => "http://c.biancheng.net/",
        "catalogue" => [
            "JSON是什么？",
            "JSONP是什么？",
            "JSON语法规则"
        ]
    ];
    echo json_encode($arr,JSON_UNESCAPED_UNICODE );
?>

运行结果如下：

{“title”:“JSON教程”,“author”:“C语言中文网”,“url”:“http://c.biancheng.net/”,“catalogue”:[“JSON是什么？”,“JSONP是什么？”,“JSON语法规则”]}

json_decode()

json_decode() 函数能够解析 JSON 格式的字符串，并将解析后的结果保存到一个变量中，其语法格式如下：

json_decode(string $json, bool $assoc = false, int $depth = 512, int $options = 0): mixed

参数说明如下：

• $json：必填参数，要解析的 JSON 字符串；
• $assoc：可选参数，默认值为 false，若将值设置为 true，那么 json_decode() 函数将返回一个数组；
• $depth：可选参数，用来设置递归的最大深度，默认值为 512，也可以设置为其它大于 0 的值；
• $options：可选参数，默认值为 0，可选值为 JSON_BIGINT_AS_STRING、JSON_INVALID_UTF8_IGNORE、JSON_INVALID_UTF8_SUBSTITUTE、JSON_OBJECT_AS_ARRAY、JSON_THROW_ON_ERROR 等常量，可以同时设置多个常量，常量之间使用竖线|进行分隔。有关上述常量的含义，您可以通过 PHP 预定义常量查阅。

若解析成功，json_decode() 函数会返回 JSON 中的数据，若解析失败，或者 JSON 的数据深度超过了递归的限制，则返回 null。

【示例】使用 json_decode() 函数解析 JSON 数据：

<?php
    $str = '{"title":"JSON教程","author":"C语言中文网","url":"http:\/\/c.biancheng.net\/","catalogue":["JSON是什么？","JSONP是什么？","JSON语法规则"]}';
    echo "
";
    var_dump(json_decode($str, true));
?>
 
  
运行结果如下：
 
  
array(4) {
 [“title”]=>
 string(10) “JSON教程”
 [“author”]=>
 string(16) “C语言中文网”
 [“url”]=>
 string(23) “http://c.biancheng.net/”
 [“catalogue”]=>
 array(3) {
 [0]=>
 string(16) “JSON是什么？”
 [1]=>
 string(17) “JSONP是什么？”
 [2]=>
 string(16) “JSON语法规则”
 }
 }
 
  
Python JSON的解析和创建
 
  
本节我们来介绍一下如何使用 Python 来创建和解析 JSON 数据。
 
  
与 PHP 类似，Python 中同样提供了两个函数来分别创建和解析 JSON 数据，注意：本节是基于 Python3 进行介绍的：
 
  
 
   
json.dumps()：将 Python 对象转换为 JSON 数据；
 
   
json.loads()：将 JSON 数据解析为 Python 对象。
 
  
 
  
json.dumps()
 
  
在 Python 中，您可以使用 json.dumps() 函数将 Python 对象转换为 JSON 数据，语法格式如下：
 
  
json.dumps(obj, skipkeys=False, ensure_ascii=True, check_circular=True, allow_nan=True, cls=None, indent=None, separators=None, encoding=“utf-8”, default=None, sort_keys=False, **kw)
 
  
参数说明如下：
 
  
 
   
obj：要转换为 JSON 数据的 Python 对象；
 
   
skipkeys：默认值为 False，如果 dict 中 keys 内的数据不是 Python 的基本类型（str、unicode、int、long、float、bool、None），会报 TypeError 错误，若设置为 True，则会跳过这类 key；
 
   
ensure_ascii：默认值 True，即输出 ASCLL 码，若设置为 False，则可以输出中文；
 
   
check_circular：如果值为 False，则跳过对容器类型的循环引用检查，循环引用将导致溢出错误；
 
   
allow_nan：默认值 True，在处理 JSON 规范以外的 Float 类型时（例如：nan、inf、-inf），将其转换为 JavaScript 中的等价类型（例如：NaN、Infinity、-Infinity），若设置为 False，则会引发一个 ValueError 错误，
 
   
cls：用来指定一个自定义的 JSONEncoder 子类，来替换 JSONCoder 类；
 
   
indent：按照给定数值，将数据缩进显示，让数据读起来更加清晰；
 
   
separators：分隔符，分别设置不同 dict 项之间的分隔符和 dict 项内 key 与 value 之间的分隔符，并将冒号:与逗号,之后的空格全部去除；
 
   
encoding：设置 JSON 数据的编码方式，默认为 UTF-8；
 
   
default：指定一个函数，当某个对象无法被序列化时会调用该函数；
 
   
sort_keys：若值为 Ture，则表示按照 dict 排序（a 到 z）输出。
 
  
 
  
示例代码如下：
 
  
import json
dictionary = {"title":"JSON教程","author":"C语言中文网","url":"http://c.biancheng.net/","catalogue":["JSON是什么？","JSONP是什么？","JSON语法规则"]}
jsonString = json.dumps(dictionary, indent=4, ensure_ascii=False)
print(jsonString)
 
  
运行结果如下：
 
  
{
 “title”: “JSON教程”,
 “author”: “C语言中文网”,
 “url”: “http://c.biancheng.net/”,
 “catalogue”: [
 “JSON是什么？”,
 “JSONP是什么？”,
 “JSON语法规则”
 ]
 }
 
  
json.loads()
 
  
在 Python 中，您可以使用 json.loads() 函数将 JSON 数据转换为 Python 对象，语法格式如下：
 
  
json.loads(s[, encoding[, cls[, object_hook[, parse_float[, parse_int[, parse_constant[, object_pairs_hook[, **kw]]]]]]]])
 
  
参数说明如下：
 
  
 
   
s：要转换的 JSON 数据，可以是 str、bytes 或 bytearray 等类型；
 
   
encoding：可选参数，设置 JSON 数据的编码方式，默认为 UTF-8；
 
   
cls：可选参数，用于指定一个自定义 JSONCoder 的子类，来替换 JSONCoder 类；
 
   
object_hook：可选参数，将函数的返回值替换为指定的类型，该功能可以用来实现自定义解码器，例如 JSON-RPC；
 
   
parse_float：可选参数，如果指定该参数，那么在解码 JSON 数据时，符合 float 类型的字符串将转换为指定的类型；
 
   
parse_int：可选参数，如果指定该参数，那么在解码 JSON 数据时，符合 int 类型的字符串将转换为指定的类型；
 
   
parse_constant：可选参数，如果指定该参数，那么在解码 JSON 数据时，若出现 -Infinity、Infinity、NaN 等字符串，则调用指定的方法；
 
   
object_pairs_hook：可选参数，将结果以 key-value 有序列表的形式返回，如果 object_hook 和 object_pairs_hook 同时指定的话，优先按照 object_pairs_hook 的设置返回。
 
  
 
  
示例代码如下：
 
  
import json
json_str = '{"title":"JSON教程","author":"C语言中文网","url":"http://c.biancheng.net/","catalogue":["JSON是什么？","JSONP是什么？","JSON语法规则"]}'
data = json.loads(json_str)
print(data)
 
  
运行结果如下：
 
  
{‘title’: ‘JSON教程’, ‘author’: ‘C语言中文网’, ‘url’: ‘http://c.biancheng.net/’, ‘catalogue’: [‘JSON是什么？’, ‘JSONP是 什么？’, ‘JSON语法规则’]}
 
  
Java JSON的解析和创建
 
  
几乎所有的编程语言例如：Java、Python、Node.js、JavaScript 和 Ruby 等都提供了创建和解析 JSON 数据的方法，本节我们主要来介绍一下如何使用 Java 来创建和解析 JSON 数据。
 
  
Java 中没有内置任何处理 JSON 数据的函数或库，所以我们需要借助一些开源的库来实现 JSON 数据的创建和解析，比较常用的有 JSON.simple、Jackson、Gson、Moshi 等，接下来以 JSON.simple 为例，来演示一下如何使用 Java 来创建和解析 JSON 数据。
 
  
使用 Java 创建 JSON 数据
 
  
在 Java 中，您可以使用 JSONObject 来将 Java 数据转换为 JSON 格式，示例代码如下：
 
  
import org.json.simple.JSONObject;
class JsonEncodeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        JSONObject obj = new JSONObject();
        obj.put("title", "JSON教程");
        obj.put("author", "C语言中文网");
        obj.put("url", "http://c.biancheng.net/");
        obj.put("hits", 100);
        System.out.print(obj);
    }
}
 
  
编译并执行上述程序，结果如下：
 
  
{“hits”:100,“author”:“C语言中文网”,“title”:“JSON教程”,“url”:“http://c.biancheng.net/”}
 
  
使用 Java 解析 JSON 数据
 
  
在 Java 中，您可以使用 JSONObjcet 和 JSONArray 来将 JSON 数据解析为 Java 对象，示例代码如下：
 
  
import org.json.simple.JSONObject;
import org.json.simple.JSONArray;
import org.json.simple.parser.ParseException;
import org.json.simple.parser.JSONParser;
class JsonDecodeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        JSONParser parser = new JSONParser();
        String s = "[0,{\"hits\":100,\"author\":\"C语言中文网\",\"title\":\"JSON教程",\"url\":\"http://c.biancheng.net/\"}]";
        try{
            Object obj = parser.parse(s);
            JSONArray array = (JSONArray)obj;
            System.out.println(array.get(1));
            System.out.println();
        }catch(ParseException pe) {
            System.out.println("position: " + pe.getPosition());
            System.out.println(pe);
        }
    }
}
 
  
编译并执行上述程序，结果如下：
 
  
{“hits”:100,“author”:“C语言中文网”,“title”:“JSON教程”,“url”:“http://c.biancheng.net/”}
 
  
Ajax获取JSON数据
 
  
Ajax 全称“Asynchronous JavaScript and XML”，译为“异步 JavaScript 和 XML”，程序员们习惯称之为“阿贾克斯”，通过 Ajax 我们可以异步在服务器与客户端之间传递数据。在 Ajax 中，普遍使用 JSON 作为传输数据的格式。
 
  
一般情况下，我们可以通过 JavaScript 来发送 Ajax 请求，并接收响应的信息。下面通过一个示例来演示一下（有关 Ajax 的详细介绍大家可以查阅《JavaScript Ajax请求》一节）：
 
  
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta content="text/html; charset=utf-8">
    <title>AJAX And JSON</title>
    <script type="application/javascript">
        function load() {
            var url = "./data.json"; // 获取 JSON 数据的链接
            var request;
            if (window.XMLHttpRequest) {
                request = new XMLHttpRequest(); //发送 Ajax 请求，适用于 Chrome, mozilla 等浏览器 
            } else if (window.ActiveXObject) {
                request = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP"); // 发送 Ajax 请求，适用于 IE 浏览器 
            }
            request.onreadystatechange = function() {
                if (request.readyState == 4) {
                    var jsonObj = JSON.parse(request.responseText); // 解析 JSON 数据
                    document.getElementById("title").innerHTML     = jsonObj.title;
                    document.getElementById("author").innerHTML    = jsonObj.author;
                    document.getElementById("url").innerHTML       = jsonObj.url;
                    document.getElementById("catalogue").innerHTML = jsonObj.catalogue;
                }
            }
            request.open("GET", url, true);
            request.send();
        }
    </script>
</head>
<body>
    Title: <span id="title"></span><br />
    Author: <span id="author"></span><br />
    Url: <span id="url"></span><br />
    Catalogue: <span id="catalogue"></span><br />
    <button type="button" onclick="load()">点击加载 JSON 数据</button>
</body>
</html>
 
  
上面代码中使用到的 date.json 文件中的内容如下：
 
  
{
    "title": "JSON教程",
    "author": "C语言中文网",
    "url": "http://c.biancheng.net/",
    "catalogue": [
        "JSON是什么？",
        "JSONP是什么？",
        "JSON语法规则"
    ]
}
 
  
提示，上述代码需要在服务器环境中才能运行，运行之后点击网页中的按钮即可获取指定的 JSON 数据，并将数据显示到网页中，如下图所示：
 
  

 图：通过 Ajax 获取 JSON 数据