JSON 資料格式

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   目前各種語言之間的項目開發與之配套的介面都是通過json格式進行通訊，特別是WEB項目與手機APP及其他項目之間的資料通訊，都是通過json格式傳遞資料，今天跟大家談談json資料格式的文法與實現：JSON 資料格式

   JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級的資料交換格式。JSON採用完全獨立於語言的文字格式設定，這些特性使JSON成為理想的資料交換語言。易於人閱讀和編寫，同時也易於機器解析和產生。

基礎結構

JSON建構於兩種結構：

1. “名稱/值”對的集合（A collection of name/value pairs）。不同的語言中，它被理解為對象（object），記錄（record），結構（struct），字典（dictionary），雜湊表（hash table），有鍵列表（keyed list），或者關聯陣列 （associative array）。

2. 值的有序列表（An ordered list of values）。在大部分語言中，它被理解為數組（array）。

 

基礎樣本

簡單地說，JSON 可以將 JavaScript 對象中表示的一組資料轉換為字串，然後就可以在函數之間輕鬆地傳遞這個字串，或者在非同步應用程式中將字串從 Web 客戶機傳遞給伺服器端程式。這個字串看起來有點兒古怪，但是 JavaScript 很容易解釋它，而且 JSON 可以表示比"名稱 / 值對"更複雜的結構。例如，可以表示數組和複雜的對象，而不僅僅是鍵和值的簡單列表。

表示名稱 / 值對

按照最簡單的形式，可以用下面這樣的 JSON 表示 "名稱 / 值對" ：{ "firstName": "Brett" }

這個樣本非常基本，而且實際上比等效的純文字 "名稱 / 值對" 佔用更多的空間：firstName=Brett

但是，當將多個"名稱 / 值對"串在一起時，JSON 就會體現出它的價值了。首先，可以建立包含多個"名稱 / 值對"的 記錄，比如：

{ "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" }

從文法方面來看，這與"名稱 / 值對"相比並沒有很大的優勢，但是在這種情況下 JSON 更容易使用，而且可讀性更好。例如，它明確地表示以上三個值都是同一記錄的一部分；花括弧使這些值有了某種聯絡。

表示數組

當需要表示一組值時，JSON 不但能夠提高可讀性，而且可以減少複雜性。例如，假設您希望表示一個人名列表。在 XML 中，需要許多開始標記和結束標記；如果使用典型的 名稱 / 值 對（就像在本系列前面文章中看到的那種名稱 / 值對），那麼必須建立一種專有的資料格式，或者將鍵名稱修改為 person1-firstName這樣的形式。

如果使用 JSON，就只需將多個帶花括弧的記錄分組在一起：

{ "people": [

{ "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" },

{ "firstName": "Jason", "lastName":"Hunter", "email": "bbbb"},

{ "firstName": "Elliotte", "lastName":"Harold", "email": "cccc" }

]}

這不難理解。在這個樣本中，只有一個名為 people的變數，值是包含三個條目的數組，每個條目是一個人的記錄，其中包含名、姓和電子郵件地址。上面的樣本示範如何用括弧將記錄組合成一個值。當然，可以使用相同的文法表示多個值（每個值包含多個記錄）：

{ "programmers": [

{ "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" },

{ "firstName": "Jason", "lastName":"Hunter", "email": "bbbb" },

{ "firstName": "Elliotte", "lastName":"Harold", "email": "cccc" }

],

"authors": [

{ "firstName": "Isaac", "lastName": "Asimov", "genre": "science fiction" },

{ "firstName": "Tad", "lastName": "Williams", "genre": "fantasy" },

{ "firstName": "Frank", "lastName": "Peretti", "genre": "christian fiction" }

],

"musicians": [

{ "firstName": "Eric", "lastName": "Clapton", "instrument": "guitar" },

{ "firstName": "Sergei", "lastName": "Rachmaninoff", "instrument": "piano" }

] }

這裡最值得注意的是，能夠表示多個值，每個值進而包含多個值。但是還應該注意，在不同的主條目（programmers、authors 和 musicians）之間，記錄中實際的名稱 / 值對可以不一樣。JSON 是完全動態，允許在 JSON 結構的中間改變表示資料的方式。

在處理 JSON 格式的資料時，沒有需要遵守的預定義的約束。所以，在同樣的資料結構中，可以改變表示資料的方式，甚至可以以不同方式表示同一事物。

 

格式應用

掌握了 JSON 格式之後，在 JavaScript 中使用它就很簡單了。JSON 是 JavaScript 原生格式，這意味著在 JavaScript 中處理 JSON 資料不需要任何特殊的 API 或工具包。

將 JSON 資料賦值給變數

例如，可以建立一個新的 JavaScript 變數，然後將 JSON 格式的資料字串直接賦值給它：

var people = { "programmers": [ { "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" },

{ "firstName": "Jason", "lastName":"Hunter", "email": "bbbb" },

{ "firstName": "Elliotte", "lastName":"Harold", "email": "cccc" }

],

"authors": [

{ "firstName": "Isaac", "lastName": "Asimov", "genre": "science fiction" },

{ "firstName": "Tad", "lastName": "Williams", "genre": "fantasy" },

{ "firstName": "Frank", "lastName": "Peretti", "genre": "christian fiction" }

],

"musicians": [

{ "firstName": "Eric", "lastName": "Clapton", "instrument": "guitar" },

{ "firstName": "Sergei", "lastName": "Rachmaninoff", "instrument": "piano" }

] }

這非常簡單；現在 people包含前面看到的 JSON 格式的資料。但是，這還不夠，因為訪問資料的方式似乎還不明顯。

 

訪問資料

儘管看起來不明顯，但是上面的長字串實際上只是一個數組；將這個數組放進 JavaScript 變數之後，就可以很輕鬆地訪問它。實際上，只需用點號標記法來表示數組元素。所以，要想訪問 programmers 列表的第一個條目的姓氏，只需在 JavaScript 中使用下面這樣的代碼：

people.programmers[0].lastName;

注意，數組索引是從零開始的。所以，這行代碼首先訪問 people變數中的資料；然後移動到稱為 programmers的條目，再移動到第一個記錄（[0]）；最後，訪問 lastName鍵的值。結果是字串值 “McLaughlin”。

下面是使用同一變數的幾個樣本。

people.authors[1].genre // Value is "fantasy"

people.musicians[3].lastName // Undefined. This refers to the fourth entry, and there isn‘t one

people.programmers[2].firstName // Value is "Elliotte"

利用這樣的文法，可以處理任何 JSON 格式的資料，而不需要使用任何額外的 JavaScript 工具包或 API。

 

修改 JSON 資料

正如可以用點號和括弧訪問資料，也可以按照同樣的方式輕鬆地修改資料：

people.musicians[1].lastName = "Rachmaninov";

在將字串轉換為 JavaScript 對象之後，就可以像這樣修改變數中的資料。

 

轉換回字串

當然，如果不能輕鬆地將對象轉換回本文提到的文字格式設定，那麼所有資料修改都沒有太大的價值。在 JavaScript 中這種轉換也很簡單：

String newJSONtext = people.toJSONString();

這樣就行了！現在就獲得了一個可以在任何地方使用的文本字串，例如，可以將它用作 Ajax 應用程式中的請求字串。

更重要的是，可以將任何JavaScript 對象轉換為 JSON 文本。並非只能處理原來用 JSON 字串賦值的變數。為了對名為 myObject的對象進行轉換，只需執行相同形式的命令：

String myObjectInJSON = myObject.toJSONString();

這就是 JSON 與本系列討論的其他資料格式之間最大的差異。如果使用 JSON，只需調用一個簡單的函數，就可以獲得經過格式化的資料，可以直接使用了。對於其他資料格式，需要在未經處理資料和格式化資料之間進行轉換。即使使用 Document Object Model 這樣的 API（提供了將自己的資料結構轉換為文本的函數），也需要學習這個 API 並使用 API 的對象，而不是使用原生的 JavaScript 對象和文法。

最終結論是，如果要處理大量 JavaScript 對象，那麼 JSON 幾乎肯定是一個好選擇，這樣就可以輕鬆地將資料轉換為可以在請求中發送給伺服器端程式的格式。

 

概念比較

JSON和XML的比較

◆可讀性

JSON和XML的可讀性可謂不相上下，一邊是簡易的文法，一邊是規範的標籤形式，很難分出勝負。

◆可擴充性

XML天生有很好的擴充性，JSON當然也有，沒有什麼是XML能擴充，而JSON卻不能。不過JSON在Javascript主場作戰，可以儲存Javascript綜合物件，有著xml不可比擬的優勢。

◆編碼難度

XML有豐富的編碼工具，比如Dom4j、JDom等，JSON也有提供的工具。無工具的情況下，相信熟練的開發人員一樣能很快的寫出想要的xml文檔和JSON字串，不過，xml文檔要多很多結構上的字元。

◆解碼難度

XML的解析方式有兩種：

一是通過文檔模型解析，也就是通過父標籤索引出一組標記。例如：xmlData.getElementsByTagName("tagName")，但是這樣是要在預Crowdsourced Security Testing道文檔結構的情況下使用，無法進行通用的封裝。

另外一種方法是遍曆節點（document 以及 childNodes）。這個可以通過遞迴來實現，不過解析出來的資料仍舊是形式各異，往往也不能滿足預先的要求。

凡是這樣可擴充的結構資料解析起來一定都很困難。

JSON也同樣如此。如果預Crowdsourced Security Testing道JSON結構的情況下，使用JSON進行資料傳遞簡直是太美妙了，可以寫出很實用美觀可讀性強的代碼。如果你是純粹的前台開發人員，一定會非常喜歡JSON。但是如果你是一個應用開發人員，就不是那麼喜歡了，畢竟xml才是真正的結構化標記語言，用於進行資料傳遞。

而如果不知道JSON的結構而去解析JSON的話，那簡直是噩夢。費時費力不說，代碼也會變得冗餘拖遝，得到的結果也不盡人意。但是這樣也不影響眾多前台開發人員選擇JSON。因為json.js中的toJSONString()就可以看到JSON的字串結構。當然不是使用這個字串，這樣仍舊是噩夢。常用JSON的人看到這個字串之後，就對JSON的結構很明了了，就更容易的操作JSON。

以上是在Javascript中僅對於資料傳遞的xml與JSON的解析。在Javascript地盤內，JSON畢竟是主場作戰，其優勢當然要遠遠優越於xml。如果JSON中儲存Javascript綜合物件，而且不知道其結構的話，我相信很多程式員也一樣是哭著解析JSON的。

◆執行個體比較

XML和JSON都使用結構化方法來標記資料，下面來做一個簡單的比較。

用XML表示中國部分省市資料如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<country>

    <name>中國</name>

    <province>

        <name>黑龍江</name>

     <cities>

            <city>哈爾濱</city>

            <city>大慶</city>

        </cities>

    </province>

    <province>

        <name>廣東</name>

        <cities>

            <city>廣州</city>

            <city>深圳</city>

            <city>珠海</city>

        </cities>

    </province>

</country>

用JSON表示如下：

{

{name:"中國", province:[ { name:"黑龍江", cities:{ city:["哈爾濱","大慶"] },

{name:"廣東", cities:{ city:["廣州","深圳","珠海"] } 

}

本人從事軟體項目開發20年，10年的java工程師系列課程的教學工作，錄製30多門精品視頻課程，每門課程都包含有項目實戰，上課PPT，及完整的原始碼下載，有興趣的朋友可以看看我的線上課堂，如果想更詳細全面的學習ajax+jquery+json資料通訊技術，可以看看我的ajax+jquery從入門到精通的視頻課程

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