JSON入门指南

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JSON

json javascript ajax c

　最近需要用到JSON，但以前没接触过，于是上网google了一下，在IBM developerWork中发现一篇名为《JSON入门指南》的文章写得不错，特此转载一下！

　　看完《JSON入门指南》后，发现其实JSON很简单，搞懂以下几个问题即可搞懂JSON：

（1）.JSON是什么？

　　JSON和XML一样，都是一种数据交换格式，不过JSON是轻量级的。

（2）.为什么要用JSON?为什么JSON会出现?什么时候适合用JSON?JSON和XML的比较

　　我觉得只要了解了这个问题，基本上可以算是了解JSON了:>。

　　JSON是基于JavaScript的一个子集发展而来的。为什么JavaScript会导致JSON的产生呢？这和XML有关，尽管很多地方都在宣传XML这个那个的优势，但不可否认，在普通的Web应用中，开发者经常为解析XML大伤脑筋。引用《JSON入门指南》里面原文：“无论是服务器端生成或处理XML，还是客户端用JavaScript 解析XML，都常常导致复杂的代码，极低的开发效率。实际上，对于大多数Web应用来说，他们根本不需要复杂的XML来传输数据，XML的扩展性很少具有优势，许多AJAX应用甚至直接返回HTML片段来构建动态Web页面。和返回XML并解析它相比，返回HTML片段大大降低了系统的复杂性，但同时缺少了一定的灵活性。”，就是由于XML在使用上的复杂，另外一种轻量级的数据交换格式登上了舞台，那就是JSON！JSON天生就存有“简化数据交互使用复杂度”这种天性，并且是基于JavaScript的一个子集发展而来的，所以它非常适合于服务器与 JavaScript 的交互！（下文的《JSON入门指南》有实例说明这点）

　　现在的JSON，已经是一种独立于语言的数据交换格式，并且广泛被AJAX，JavaScript作为基本的数据交互格式而使用。

（3）。JSON的使用

　　这个下面转载的《JSON入门指南》会详细介绍。

-----

JSON入门指南

原文：http://www.ibm.com/developerworks/cn/web/wa-lo-json/

廖雪峰, 撰稿人

2008 年 8 月 22 日

JSON 即 JavaScript Object Natation，它是一种轻量级的数据交换格式，非常适合于服务器与 JavaScript 的交互。本文将快速讲解 JSON 格式，并通过代码示例演示如何分别在客户端和服务器端进行 JSON 格式数据的处理。

尽管有许多宣传关于 XML 如何拥有跨平台，跨语言的优势，然而，除非应用于 Web Services，否则，在普通的 Web 应用中，开发者经常为 XML 的解析伤透了脑筋，无论是服务器端生成或处理 XML，还是客户端用 JavaScript 解析 XML，都常常导致复杂的代码，极低的开发效率。实际上，对于大多数 Web 应用来说，他们根本不需要复杂的 XML 来传输数据，XML 的扩展性很少具有优势，许多 AJAX 应用甚至直接返回 HTML 片段来构建动态 Web 页面。和返回 XML 并解析它相比，返回 HTML 片段大大降低了系统的复杂性，但同时缺少了一定的灵活性。

现在， JSON 为 Web 应用开发者提供了另一种数据交换格式。让我们来看看 JSON 到底是什么，同 XML 或 HTML 片段相比，JSON 提供了更好的简单性和灵活性。

和 XML 一样，JSON 也是基于纯文本的数据格式。由于 JSON 天生是为 JavaScript 准备的，因此，JSON 的数据格式非常简单，您可以用 JSON 传输一个简单的 String，Number，Boolean，也可以传输一个数组，或者一个复杂的 Object 对象。

String，Number 和 Boolean 用 JSON 表示非常简单。例如，用 JSON 表示一个简单的 String “ abc ”，其格式为：

"abc"

除了字符 "，\，/ 和一些控制符（\b，\f，\n，\r，\t）需要编码外，其他 Unicode 字符可以直接输出。下图是一个 String 的完整表示结构：

图 1. String 的完整表示结构

一个 Number 可以根据整型或浮点数表示如下：

图 2. Number 的表示结构

这与绝大多数编程语言的表示方法一致，例如：

12345（整数）
-3.9e10（浮点数）

Boolean 类型表示为 true 或 false 。此外，JavaScript 中的 null 被表示为 null，注意，true、false 和 null 都没有双引号，否则将被视为一个 String 。

JSON 还可以表示一个数组对象，使用 [] 包含所有元素，每个元素用逗号分隔，元素可以是任意的 Value，例如，以下数组包含了一个 String，Number，Boolean 和一个 null：

["abc",12345,false,null]

Object 对象在 JSON 中是用 {} 包含一系列无序的 Key-Value 键值对表示的，实际上此处的 Object 相当于 Java 中的 Map<String, Object>，而不是 Java 的 Class 。注意 Key 只能用 String 表示。

例如，一个 Address 对象包含如下 Key-Value：

city:Beijing
street:Chaoyang Road
postcode:100025（整数）

用 JSON 表示如下：

{"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}

其中 Value 也可以是另一个 Object 或者数组，因此，复杂的 Object 可以嵌套表示，例如，一个 Person 对象包含 name 和 address 对象，可以表示如下：

{"name":"Michael","address":
{"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}
}

上面介绍了如何用 JSON 表示数据，接下来，我们还要解决如何在服务器端生成 JSON 格式的数据以便发送到客户端，以及客户端如何使用 JavaScript 处理 JSON 格式的数据。

我们先讨论如何在 Web 页面中用 JavaScript 处理 JSON 数据。我们通过一个简单的 JavaScript 方法就能看到客户端如何将 JSON 数据表示给用户：

function handleJson() {
 var j={"name":"Michael","address":
 {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}
 };
 document.write(j.name);
 document.write(j.address.city);
}

假定服务器返回的 JSON 数据是上文的：

只需将其赋值给一个 JavaScript 变量，就可以立刻使用该变量并更新页面中的信息了，相比 XML 需要从 DOM 中读取各种节点而言，JSON 的使用非常容易。我们需要做的仅仅是发送一个 Ajax 请求，然后将服务器返回的 JSON 数据赋值给一个变量即可。有许多 Ajax 框架早已包含了处理 JSON 数据的能力，例如 Prototype（一个流行的 JavaScript 库：http://prototypejs.org）提供了 evalJSON() 方法，能直接将服务器返回的 JSON 文本变成一个 JavaScript 变量：

new Ajax.Request("http://url", {
 method: "get",
 onSuccess: function(transport) {
 var json = transport.responseText.evalJSON();
 // TODO: document.write(json.xxx);
 }
});

下面我们讨论如何在服务器端输出 JSON 格式的数据。以 Java 为例，我们将演示将一个 Java 对象编码为 JSON 格式的文本。

将 String 对象编码为 JSON 格式时，只需处理好特殊字符即可。另外，必须用 (") 而非 (') 表示字符串：

static String string2Json(String s) {
 StringBuilder sb = new StringBuilder(s.length()+20);
 sb.append('\"');
 for (int i=0; i<s.length(); i++) {
 char c = s.charAt(i);
 switch (c) {
 case '\"':
 sb.append("\\\"");
 break;
 case '\\':
 sb.append("\\\\");
 break;
 case '/':
 sb.append("\\/");
 break;
 case '\b':
 sb.append("\\b");
 break;
 case '\f':
 sb.append("\\f");
 break;
 case '\n':
 sb.append("\\n");
 break;
 case '\r':
 sb.append("\\r");
 break;
 case '\t':
 sb.append("\\t");
 break;
 default:
 sb.append(c);
 }
 }
 sb.append('\"');
 return sb.toString();
}

将 Number 表示为 JSON 就容易得多，利用 Java 的多态，我们可以处理 Integer，Long，Float 等多种 Number 格式：

static String number2Json(Number number) {
return number.toString();
}

Boolean 类型也可以直接通过 toString() 方法得到 JSON 的表示：

static String boolean2Json(Boolean bool) {
return bool.toString();
}

要将数组编码为 JSON 格式，可以通过循环将每一个元素编码出来：

static String array2Json(Object[] array) {
 if (array.length==0)
 return "[]";
 StringBuilder sb = new StringBuilder(array.length << 4);
 sb.append('[');
 for (Object o : array) {
 sb.append(toJson(o));
 sb.append(',');
 }
 // 将最后添加的 ',' 变为 ']':
 sb.setCharAt(sb.length()-1, ']');
 return sb.toString();
}

最后，我们需要将 Map<String, Object> 编码为 JSON 格式，因为 JavaScript 的 Object 实际上对应的是 Java 的 Map<String, Object> 。该方法如下：

static String map2Json(Map<String, Object> map) {
 if (map.isEmpty())
 return "{}";
 StringBuilder sb = new StringBuilder(map.size() << 4);
 sb.append('{');
 Set<String> keys = map.keySet();
 for (String key : keys) {
 Object value = map.get(key);
 sb.append('\"');
 sb.append(key);
 sb.append('\"');
 sb.append(':');
 sb.append(toJson(value));
 sb.append(',');
 }
 // 将最后的 ',' 变为 '}':
 sb.setCharAt(sb.length()-1, '}');
 return sb.toString();
}

为了统一处理任意的 Java 对象，我们编写一个入口方法 toJson(Object)，能够将任意的 Java 对象编码为 JSON 格式：

public static String toJson(Object o) {
 if (o==null)
 return "null";
 if (o instanceof String)
 return string2Json((String)o);
 if (o instanceof Boolean)
 return boolean2Json((Boolean)o);
 if (o instanceof Number)
 return number2Json((Number)o);
 if (o instanceof Map)
 return map2Json((Map<String, Object>)o);
 if (o instanceof Object[])
 return array2Json((Object[])o);
 throw new RuntimeException("Unsupported type: " + o.getClass().getName());
}

我们并未对 Java 对象作严格的检查。不被支持的对象（例如 List）将直接抛出 RuntimeException 。此外，为了保证输出的 JSON 是有效的，Map<String, Object> 对象的 Key 也不能包含特殊字符。细心的读者可能还会发现循环引用的对象会引发无限递归，例如，精心构造一个循环引用的 Map，就可以检测到 StackOverflowException：

@Test(expected=StackOverflowError.class)
public void testRecurrsiveMap2Json() {
 Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
 map.put("key", map);
 JsonUtil.map2Json(map);
}

好在服务器处理的 JSON 数据最终都应该转化为简单的 JavaScript 对象，因此，递归引用的可能性很小。

最后，通过 Servlet 或 MVC 框架输出 JSON 时，需要设置正确的 MIME 类型（application/json）和字符编码。假定服务器使用 UTF-8 编码，则可以使用以下代码输出编码后的 JSON 文本：

response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
response.setCharacterEncoding("UTF-8");
PrintWriter pw = response.getWriter();
pw.write(JsonUtil.toJson(obj));
pw.flush();

JSON 已经是 JavaScript 标准的一部分。目前，主流的浏览器对 JSON 支持都非常完善。应用 JSON，我们可以从 XML 的解析中摆脱出来，对那些应用 Ajax 的 Web 2.0 网站来说，JSON 确实是目前最灵活的轻量级方案。

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2011-12-05 14:54
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