JSON入門教程

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儘管有許多宣傳關於 XML 如何擁有跨平台，跨語言的優勢，然而，除非應用於 Web Services，否則，在普通的 Web 應用程式中，開發人員經常為 XML 的解析傷透了腦筋，無論是伺服器端產生或處理 XML，還是用戶端用 JavaScript 解析 XML，都常常導致複雜的代碼，極低的開發效率。實際上，對於大多數 Web 應用程式來說，他們根本不需要複雜的 XML 來傳輸資料，XML 的擴充性很少具有優勢，許多 AJAX 應用甚至直接返回 HTML 片段來構建動態 Web 頁面。和返回 XML 並解析它相比，返回 HTML 片段大大降低了系統的複雜性，但同時缺少了一定的靈活性。

　　現在， JSON 為 Web 應用程式開發人員提供了另一種資料交換格式。讓我們來看看 JSON 到底是什麼，同 XML 或 HTML 片段相比，JSON 提供了更好的簡單性和靈活性。

　　JSON 資料格式解析

　　和 XML 一樣，JSON 也是基於純文字的資料格式。由於 JSON 天生是為 JavaScript 準備的，因此，JSON 的資料格式非常簡單，您可以用 JSON 傳輸一個簡單的 String，Number，Boolean，也可以傳輸一個數組，或者一個複雜的 Object 對象。

　　String，Number 和 Boolean 用 JSON 表示非常簡單。例如，用 JSON 表示一個簡單的 String “ abc ”，其格式為：

"abc"

　　除了字元 "，，/ 和一些控制符（b，f，n，r，t）需要編碼外，其他 Unicode 字元可以直接輸出。

一個 Number 可以根據整型或浮點數表示如下：

　這與絕大多數程式設計語言的表示方法一致，例如：

12345（整數）
-3.9e10（浮點數）

　　Boolean 類型表示為 true 或 false 。此外，JavaScript 中的 null 被表示為 null，注意，true、false 和 null 都沒有雙引號，否則將被視為一個 String 。

　　JSON 還可以表示一個數組對象，使用 [] 包含所有元素，每個元素用逗號分隔，元素可以是任意的 Value，例如，以下數組包含了一個 String，Number，Boolean 和一個 null：

["abc",12345,false,null]

　　Object 對象在 JSON 中是用 {} 包含一系列無序的 Key-Value 索引值對錶示的，實際上此處的 Object 相當於 Java 中的 Map<String, Object>，而不是 Java 的 Class 。注意 Key 只能用 String 表示。

　　例如，一個 Address 對象包含如下 Key-Value：

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

　　用 JSON 表示如下：

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

　　其中 Value 也可以是另一個 Object 或者數組，因此，複雜的 Object 可以巢狀表格示，例如，一個 Person 對象包含 name 和 address 對象，可以表示如下：

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

JavaScript 處理 JSON 資料

　　上面介紹了如何用 JSON 表示資料，接下來，我們還要解決如何在伺服器端產生 JSON 格式的資料以便發送到用戶端，以及用戶端如何使用 JavaScript 處理 JSON 格式的資料。

　　我們先討論如何在 Web 頁面中用 JavaScript 處理 JSON 資料。我們通過一個簡單的 JavaScript 方法就能看到用戶端如何將 JSON 資料表示給使用者：

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

　　假定伺服器返回的 JSON 資料是上文的：

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

　　只需將其賦值給一個 JavaScript 變數，就可以立刻使用該變數並更新頁面中的資訊了，相比 XML 需要從 DOM 中讀取各種節點而言，JSON 的使用非常容易。我們需要做的僅僅是發送一個 Ajax 請求，然後將伺服器返回的 JSON 資料賦值給一個變數即可。有許多 Ajax 架構早已包含了處理 JSON 資料的能力，例如 Prototype（一個流行的 JavaScript 庫：http://prototypejs.org）提供了 evalJSON() 方法，能直接將伺服器返回的 JSON 文本變成一個 JavaScript 變數：

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

伺服器端輸出 JSON 格式資料

　　下面我們討論如何在伺服器端輸出 JSON 格式的資料。以 Java 為例，我們將示範將一個 Java 對象編碼為 JSON 格式的文本。

　　將 String 對象編碼為 JSON 格式時，只需處理好特殊字元即可。另外，必須用 (") 而非 (‘) 表示字串：

 

[java] view plain copy 

1. static String string2Json(String s) {  
2. 　　StringBuilder sb = new StringBuilder(s.length()+20);  
3. 　　sb.append(‘"‘);  
4. 　　for (int i=0; i<s.length(); i++) {  
5. 　　　　char c = s.charAt(i);  
6. 　　　　switch (c) {  
7. 　　　　case ‘"‘:  
8. 　　　　　　sb.append(""");  
9. 　　　　　　break;  
10. 　　　　case ‘‘:  
11. 　　　　　　sb.append("");  
12. 　　　　　　break;  
13. 　　　　case ‘/‘:  
14. 　　　　　　sb.append("/");  
15. 　　　　　　break;  
16. 　　　　case ‘b‘:  
17. 　　　　　　sb.append("");  
18. 　　　　　　break;  
19. 　　　　case ‘f‘:  
20. 　　　　　　sb.append("f");  
21. 　　　　　　break;  
22. 　　　　case ‘n‘:  
23. 　　　　　　sb.append("  
24. ");  
25. 　　　　　　break;  
26. 　　　　case ‘r‘:  
27. 　　　　　　sb.append("  
28. ");  
29. 　　　　　　break;  
30. 　　　　case ‘t‘:  
31. 　　　　　　sb.append("　　");  
32. 　　　　　　break;  
33. 　　　　default:  
34. 　　　　　　sb.append(c);  
35. 　　　　}  
36. 　　}  
37. 　　sb.append(‘"‘);  
38. 　　return sb.toString();  
39. }  

 

將 Number 表示為 JSON 就容易得多，利用 Java 的多態，我們可以處理 Integer，Long，Float 等多種 Number 格式：

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

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

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

　　要將數組編碼為 JSON 格式，可以通過迴圈將每一個元素編碼出來：

 

[java] view plain copy 

1. static String array2Json(Object[] array) {  
2. 　　if (array.length==0)  
3. 　　　　return "[]";  
4. 　　StringBuilder sb = new StringBuilder(array.length << 4);  
5. 　　sb.append(‘[‘);  
6. 　　for (Object o : array) {  
7. 　　　　sb.append(toJson(o));  
8. 　　　　sb.append(‘,‘);  
9. 　　}  
10. 　　// 將最後添加的 ‘,‘ 變為 ‘]‘:  
11. 　　sb.setCharAt(sb.length()-1, ‘]‘);  
12. 　　return sb.toString();  
13. }  

 

　　最後，我們需要將 Map<String, Object> 編碼為 JSON 格式，因為 JavaScript 的 Object 實際上對應的是 Java 的 Map<String, Object> 。該方法如下：

 

[java] view plain copy 

1. static String map2Json(Map<String, Object> map) {  
2. 　　if (map.isEmpty())  
3. 　　　　return "{}";  
4. 　　StringBuilder sb = new StringBuilder(map.size() << 4);  
5. 　　sb.append(‘{‘);  
6. 　　Set<String> keys = map.keySet();  
7. 　　for (String key : keys) {  
8. 　　　　Object value = map.get(key);  
9. 　　　　sb.append(‘"‘);  
10. 　　　　sb.append(key);  
11. 　　　　sb.append(‘"‘);  
12. 　　　　sb.append(‘:‘);  
13. 　　　　sb.append(toJson(value));  
14. 　　　　sb.append(‘,‘);  
15. 　　}  
16. 　　// 將最後的 ‘,‘ 變為 ‘}‘:  
17. 　　sb.setCharAt(sb.length()-1, ‘}‘);  
18. 　　return sb.toString();  
19. }  

 

為了統一處理任意的 Java 對象，我們編寫一個入口方法 toJson(Object)，能夠將任意的 Java 對象編碼為 JSON 格式：

 

[java] view plain copy 

1. public static String toJson(Object o) {  
2. 　　if (o==null)  
3. 　　　　return "null";  
4. 　　if (o instanceof String)  
5. 　　　　return string2Json((String)o);  
6. 　　if (o instanceof Boolean)  
7. 　　　　return boolean2Json((Boolean)o);  
8. 　　if (o instanceof Number)  
9. 　　　　return number2Json((Number)o);  
10. 　　if (o instanceof Map)  
11. 　　　　return map2Json((Map<String, Object>)o);  
12. 　　if (o instanceof Object[])  
13. 　　　　return array2Json((Object[])o);  
14. 　　throw new RuntimeException("Unsupported type: " + o.getClass().getName());  
15. }  

 

　　我們並未對 Java 對象作嚴格的檢查。不被支援的對象（例如 List）將直接拋出 RuntimeException 。此外，為了保證輸出的 JSON 是有效，Map<String, Object> 對象的 Key 也不能包含特殊字元。細心的讀者可能還會發現循環參考的對象會引發無限遞迴，例如，精心構造一個循環參考的 Map，就可以檢測到 StackOverflowException：

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

　　好在伺服器處理的 JSON 資料最終都應該轉化為簡單的 JavaScript 對象，因此，遞迴引用的可能性很小。

 

　　最後，通過 Servlet 或 MVC 架構輸出 JSON 時，需要設定正確的 MIME 類型（application/json）和字元編碼。假定伺服器使用 UTF-8 編碼，則可以使用以下代碼輸出編碼後的 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();

　　小結

　　JSON 已經是 JavaScript 標準的一部分。目前，主流的瀏覽器對 JSON 支援都非常完善。應用 JSON，我們可以從 XML 的解析中擺脫出來，對那些應用 Ajax 的 Web 2.0 網站來說，JSON 確實是目前最靈活的輕量級方案。

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