json是目前最為流行的文本數據傳輸格式,特別是在網絡通信上廣泛應用,隨著物聯網的興起,在嵌入式設備上,也需要開始使用json進行數據傳輸,那么,如何快速簡潔地用C語言進行json的序列化和反序列化呢?
當前,應用最廣泛的C語言json解析庫當屬cJSON,但是,使用cJSON讀json進行序列化和反序列化,需要根據key一個一個進行處理,會導致代碼冗余,邏輯性不強,哪有沒有更好的方法呢?
在Android平臺,一般會使用gson等工具解析json,這些工具將json直接映射成對象,在C語言上使用對象的概念,我們需要借助結構體,然而,最大的問題在于,C語言沒有高級語言具有的反射機制,直接從json映射到結構體對象幾乎是不可能的。
怎么解決呢,既然C語言沒有反射機制,那么我們可以自己定義一套類似于反射的機制,這里我將其稱之為結構體數據模型,在數據模型中,我們需要準確地描述結構體的特征,包括結構體各成員的名稱,類型,在結構體中的偏移。
有了這些,我們可以在解析josn的時候,將解析得到的數據直接寫入到對應的內存里面去,或者是在序列化的時候,直接從對應的內存中讀取數據,進行處理。
CSON正是采用上面說到的思路,使用數據模型對結構體進行描述,然后基于cJSON,根據數據模型進行解析,將解析得到的數據直接寫入到對應的內存區域,從而實現從json到結構體對象的映射。
CSON最基本的數據模型定義如下:
typedef struct cson_model{ CsonType type; /**< 數據類型 */ char *key; /**< 元素鍵值 */ short offset; /**< 元素偏移 */} CsonModel;
通過type描述結構體成員的數據類型,key描述該成員在json中對應的字段,offset描述該結構體成員在結構體中的偏移,CSON在解析json的時候,根據type調用相應的cJSON API并傳遞key作為參數,得到解析出的數據,然后根據offset將數據寫入到對應的內存空間。
比如說這樣一個結構體:
struct project{ int id; char *name;}
該結構體包含兩個成員,對于成員id,我們使用數據模型對其進行描述:
{.type=CSON_TYPE_CHAR, key="id", offset=0}
對于結構體的每個成員,都進行數據模型的定義,就可以得到一個完整的結構體數據模型,CSON會根據這個模型,進行解析。
因為是通過直接寫內存的方式,所以在寫不同類型的量到內存中時,會多次用到強制轉型,導致CSON中賦值的代碼都類似于:
*(int *)((int)obj + model[i].offset) = (int)csonDecodeNumber(json, model[i].key);
當然,上面說到的數據模型,只適用于基本數據類型的數據,對于子結構體,鏈表,數組等,需要對數據模型的定義進行擴充,有興趣的朋友可以直接閱讀CSON源碼。
(1) 聲明結構體:
/** 項目結構體 */struct project{ int id; char *name;};/** 倉庫結構體 */struct hub{ int id; char *user; struct project *cson;};
(2) 定義數據模型:
對每一個需要使用cson的結構體,都需要定義相對應的數據模型
/** 項目結構體數據模型 */CsonModel projectModel[] ={ CSON_MODEL_OBJ(struct project), CSON_MODEL_INT(struct project, id), CSON_MODEL_STRING(struct project, name),};/** 倉庫結構體數據模型 */CsonModel hubModel[] ={ CSON_MODEL_OBJ(struct hub), CSON_MODEL_INT(struct hub, id), CSON_MODEL_STRING(struct hub, user), CSON_MODEL_STRUCT(struct hub, cson, projectModel, sizeof(projectModel)/sizeof(CsonModel))};
(3) 使用CSON解析:
只需要定義好數據模型,就可以使用CSON讀json進行序列化和反序列化
void csonDemo(void){ char *jsonDemo = "{/"id/": 1, /"user/": /"Letter/", /"cson/": {/"id/": 2, /"name/": /"cson/"}}"; /** 解析json */ struct hub *pHub = csonDecode(jsonDemo, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel)); printf("hub: id: %d, user: %s, project id: %d, project name: %s/r/n", pHub->id, pHub->user, pHub->cson->id, pHub->cson->name); /** 序列化對象 */ char *formatJson = csonEncodeFormatted(pHub, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel)); printf("format json: %s/r/n", formatJson); /** 釋放結構體對象 */ csonFree(pHub, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel)); /** 釋放序列化生成的json字符串 */ csonFreeJson(formatJson);}
運行結果:
hub: id: 1, user: Letter, project id: 2, project name: csonformat json: { "id": 1, "user": "Letter", "cson": { "id": 2, "name": "cson" }}
可以看到,無論是解析json,還是序列化結構體到json,在使用CSON的情況下,都只需要一行代碼就可以解決,同樣的操作,在使用原生cJSON的情況下,你可能需要多次判斷,解析元素。
本文鏈接:http://www.www897cc.com/showinfo-26-75352-0.htmlC語言中一種cJSON與結構體互轉的方法
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