数据序列化：Json简介及使用

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四、数据反序列化实例

一、Json简介

Json(JavaScript Object Notation)：是一种轻量级的数据交换格式(也叫数据序列化方式)，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。 简洁和清晰的层次结构使得 Json 成为理想的数据交换语言，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，并有效地提升网络传输效率。 例如：聊天软件的业务，消息种类分为很多种，例如：登录消息、注册消息、聊天消息、加好友消息等等，需要进行具体消息种类的区分，还需要知道消息从谁来，要到哪去，以及消息内容是什么等字段。而网络中TCP传输数据时为字节流，因此我们需要数据序列化将其转为字节流发送到对端主机，对端主机读取字节流上报应用服务，再将数据反序列化出来解析使用。

优秀的Json开源库JSON for Modern C++：由德国大牛 nlohmann 编写的在 C++ 下使用的 Json 库，具有以下优点：
1、直观的语法；
2、整个代码由一个头文件组成 json.hpp，没有子项目、、依赖关系、复杂的构建系统，使用起来非常方便；
3、使用 C++ 11 标准编写，使用 Json 像使用 STL 容器一样；
4、STL 和 Json 容器之间可以相互转换；
5、所有类都经过严格的单元测试，覆盖了 100％ 的代码，包括所有特殊的行为。此外，还检查了 Valgrind 是否有内存泄漏。为了保持高质量，该项目遵循核心基础设施倡议(CII)的最佳实践。
 

二、Json语法

Json语法：它是JavaScript 对象表示语法的子集，主要有以下特点：
1、数据在名称/值对中；
2、数据由逗号 , 分隔；
3、使用斜杆 来转义字符；
4、大括号 {} 保存对象；
5、中括号 [] 保存数组，数组可以包含多个对象；

Json的两种结构：
1、对象： 大括号 {} 保存的对象是一个无序的名称/值对集合。一个对象以左括号 { 开始， 右括号 } 结束。每个"键"后跟一个冒号 :，名称/值对使用逗号 , 分隔。
2、数组： 中括号 [] 保存的数组是值(value)的有序集合。一个数组以左中括号[开始， 右中括号 ]结束，值之间使用逗号 , 分隔。值(value)可以是双引号括起来的字符串、数值、true、false、 null、对象或者数组，也可以是他们的嵌套类型。

书写格式： key : value格式，类似于我们C++中的map容器，十分简洁清晰，例如：

json js;
 js["name"] = "xiaoming";
 

 

三、数据序列化实例

Json序列化： 在网络中，常用的数据传输序列化格式有XML、Json、ProtoBuf，在公司级别的项目中，大量的在使用ProtoBuf作为数据序列化的方式，它数据压缩编码传输，占用带宽小，同样的数据信息，是Json的1/10，XML的1/20，但是使用起来比Json稍复杂一些，学习成本较高，所以项目中我们选择常用的Json格式来打包传输数据。

使用前准备：需要提前下载好Json.hpp，使用时引入头文件即可。

#include "json.hpp"
 using json = nlohmann::json;
 

 

3.1 普通数据序列化

1、Json进行普通数据序列化：

//1、Json普通数据序列化
 void test1()
 {json js; //添加Json对象js["msg_type"] = 2;js["from"] = "zhangsan";js["to"] = "lisi";js["msg"] = "hello, good morning!";cout << js << endl;
 }
 

序列化输出Json字符串：

 
2、Json序列化：利用dump()方法,将dict类型的数据转成str。

//1、Json普通数据序列化
 void test1()
 {json js; //添加Json对象js["msg_type"] = 2;js["from"] = "zhangsan";js["to"] = "lisi";js["msg"] = "hello, good morning!";string sendBuf = js.dump(); //Json数据对象 =》 Json字符串cout << sendBuf.c_str() << endl;
 }
 

输出string字符串，可以在网络中进行传输：

 
3、Json添加数组类型：

//2、Json添加数组类型
 void test2()
 {json js;js["id"] = {1, 2, 3, 4, 5}; //添加数组js["name"] = "zhangsan"; //添加key-value js["msg"]["zhangsan"] = "good noon!";js["msg"]["lisi"] = "good night!";js["msg"] = {{"zhangsan", "good noon!"}, {"lisi", "good night!"}}; //添加Json对象,上面两句等同于此句一次性添加数组对象cout << js << endl;
 }
 

序列化结果如下，输出结果一致的：

 

3.2 容器序列化

1、容器序列化：

//3、容器序列化
 void test3()
 {json js;//3.1 直接序列化一个vector容器vector vec;vec.push_back(1);vec.push_back(2);vec.push_back(3);js["list"] = vec;//3.2 直接序列化一个map容器map m;m.insert({1, "黄山"});m.insert({2, "华山"});m.insert({3, "泰山"});js["local"] = m;cout << js << endl;
 }
 

序列化结果如下：

 

四、数据反序列化实例

Json反序列化： 当我们从网络接收到字符串为Json格式时，可以用JSON for Modern C++ 直接反序列化取得数据或者直接反序列化出对象，甚至是容器。

4.1 普通数据反序列化

1、Json普通数据反序列化：利用parse()方法，从Json字符串反序列化为Json数据对象，类似于容器方便访问。

//4、Json普通数据反序列化
 string test4()
 {json js; //添加Json对象js["msg_type"] = 2;js["from"] = "zhangsan";js["to"] = "lisi";js["msg"] = "hello, good morning!";string sendBuf = js.dump(); //Json数据对象 =》 Json字符串return sendBuf;
 }int main()
 {string recvBuf = test4();json jsbuf = json::parse(recvBuf); //反序列化,Json字符串 => 数据对象cout << jsbuf["msg_type"] << endl;cout << jsbuf["from"] << endl;cout << jsbuf["to"] << endl;cout << jsbuf["msg"] << endl;return 0;
 }
 

反序列化输出结果如下，还保留了相应数据类型。

2、其它类型数据反序列化：

//5、Json其它类型数据反序列化
 string test5()
 {json js;js["id"] = {1, 2, 3, 4, 5}; //添加数组js["name"] = "zhangsan"; //添加key-value js["msg"]["zhangsan"] = "good noon!";js["msg"]["lisi"] = "good night!";js["msg"] = {{"zhangsan", "good noon!"}, {"lisi", "good night!"}}; //添加Json对象,上面两句等同于此句一次性添加数组对象return js.dump();
 }int main()
 {string recvBuf = test5();json jsbuf = json::parse(recvBuf);cout << jsbuf["id"] << endl;auto jsmsg = jsbuf["msg"];cout << jsmsg["zhangsan"] << endl;cout << jsmsg["lisi"] << endl;return 0;
 }
 

反序列化结果如下：

 

4.2 容器反序列化

1、容器反序列化：

//6、容器反序列化
 string test6()
 {json js;//6.1 直接序列化一个vector容器vector vec;vec.push_back(1);vec.push_back(2);vec.push_back(3);js["list"] = vec;//6.2 直接序列化一个map容器map m;m.insert({1, "黄山"});m.insert({2, "华山"});m.insert({3, "泰山"});js["local"] = m;string sendbuf = js.dump();return sendbuf;
 }int main()
 {string recvBuf = test6();json jsbuf = json::parse(recvBuf);vector vec = jsbuf["list"]; //将js对象中数组类型直接放入vector容器中for (int v : vec){cout << v << " ";}cout << endl;map mp = jsbuf["local"]; //将js对象中数组类型直接放入map容器中for (auto it : mp){cout << it.first << " " << it.second << endl;}cout << endl;return 0;
 }
 

反序列化结果如下：

以上就是我们基于用JSON for Modern C++库的一个简单使用了，如有错误还望批评指正。