382-Json的介绍和使用

约定不等于承诺〃 2022-09-02 15:48 90阅读 0赞

## Json的介绍和使用 ##

Json是一种轻量级的数据交换格式（也叫数据序列化方式）。Json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。  
也就是说，客户端如果是C++写的，服务器是Java写的，没关系，大家都认识Json，虽然在整个网络中，不同的部件是不同的语言开发的，但是都认识Json，所以大家之间用Json交流就可以了，不管是什么语言开发的，你想把数据发给我，你就把数据序列化成Json字符串，我收到Json字符串时，就把Json字符串反序列化成我这个主机所用的语言能认识的消息体

**我们在做聊天服务器项目的时候**，比如说，我们发送一个聊天的消息，消息的种类很多，用msg\_type区分，是登录消息，注册消息，聊天消息，还是加好友，群组的消息。from来自哪里，to给谁说的，msg消息的内容。

msg_type:2
    from:xxx
    to:xxx
    msg:xxx

**大致为上述的结构，但是我们通过网络TCP发送的都是字节流，所以对于这样的消息结构，我们要进行数据的序列化（转成json字节流发送到网络）和反序列化（远端接收到字节流，上报给应用，应用把json字节流反序列化成这样的消息结构）。**

**xml节点元素和标签特别多，浪费空间，现在用protobuf和json多。**

## 一个优秀的Json三方库 ##

JSON for Modern C++ 是一个由德国大牛 nlohmann 编写的在 C++ 下使用的 JSON 库。  
**具有以下特点**  
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，没有依赖关系，没有复杂的构建系统，使用起来非常方便  
3、使用 C++ 11 标准编写  
4、使用 json 像使用 STL 容器一样  
5、STL和 json 容器之间可以相互转换  
6、严谨的测试：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

## 包含json头文件 ##

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，以其数据压缩编码传输，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。  
**在基于RPC服务的分布式TCP网络通信框架的项目中，我使用的是protobuf的序列化和反序列化。所以，在基于muduo和nginx的集群聊天服务器项目中，我想学习json，采用json。**

下面列举一些项目中用到的有关Json数据的序列化和反序列化代码，仅供参考！JSON for Modern C++这个三方库的使用非常简单，如下所示：

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

## Json数据序列化 ##

**我们在linux下的vscode进行编程。  
我在chatserver文件夹下创建一个test文件夹，在test文件夹里面创建一个testjson的文件夹，专门用于json的实践。**  
![在这里插入图片描述][38a8e3b566454736883be033358ce46b.png]  
**我们在testjson文件夹下创建文件：testjson.cpp**  
**我们把json.hpp下载下来拉到linux中，移到testjson文件夹里面。**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][ffb2faf7e9394012af668c86fd3244ad.png]  
**json序列化示例1( 普通数据序列化)**  
**接下来我们书写testjson.cpp**

#include "json.hpp"
    using json = nlohmann::json;
    
    #include <iostream>
    #include <vector>
    #include <map>
    #include <string>
    using namespace std;
    
    //json序列化示例1
    void func1()
    {
        
        json js;//定义一个json类型的对象//添加数组
        js["msg_type"] = 2;
        js["from"] = "linzeyu";
        js["to"] = "zhang san";
        js["msg"] = "hello, are you ok now?";
        
        cout<<js<<endl;
    }
    
    int main()
    {
        
        func1();
        return 0;
    }

**保存，运行**  
![在这里插入图片描述][2b00bad4f1cd4101af5271a1689e25e7.png]  
**有键，有值**  
**但是是无序的哦！** 底层链式哈希表

**我们做集群聊天服务器项目，是为了把json转成字符串通过网络发送出去。**

**json序列化示例2(数组)**  
**我们书写testjson.cpp**  
json的键可以是整数类型，字符串类型，还可以是数组类型。

//json序列化示例2
    string func2()
    {
        
        json js;
        //添加数组
        js["id"] = {
        1, 2, 3, 4, 5};
        //添加key-value
        js["name"] = "zhang san";
        //添加对象
        js["msg"]["zhang san"] = "hello world";
        js["msg"]["liu shuo"] = "hello china";
        //上面等同于下面这句一次性添加数组对象
        js["msg"] = {
        {
        "zhang san", "hello world"}, {
        "liu shuo", "hello china"}};
        //cout << js << endl;
        return js.dump();
    }

**运行**  
![在这里插入图片描述][33cde1cc06884ef28fba307634fa235d.png]

**json序列化示例3(容器序列化)**  
**我们书写testjson.cpp**  
强大到直接把C++ STL中的容器内容可以直接序列化成Json字符串

**运行**  
![在这里插入图片描述][bb13005ec3cb493c9419f0d651dfd255.png]

## 我们可以把json转成字符串发送给网络 ##

## Json数据反序列化 ##

当从网络接收到字符串为Json格式，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，甚至容器，强大无比！

int main()
    {
        
        string recvBuf = func1();
        //数据的反序列化   json字符串 =》反序列化 数据对象（看作容器，方便访问）
        
        json jsbuf = json::parse(recvBuf);
        cout<<jsbuf["msg_type"]<<endl;
        cout<<jsbuf["from"]<<endl;
        cout<<jsbuf["to"]<<endl;
        cout<<jsbuf["msg"]<<endl;
    
        return 0;
    }

**运行**  
![在这里插入图片描述][75abfb0ad6214954826925bbfdeedc8b.png]  
**其他函数的反序列如实现包含在如下，我汇总了**

## testjson.cpp ##

#include "json.hpp"
    using json = nlohmann::json;
    
    #include <iostream>
    #include <vector>
    #include <map>
    #include <string>
    using namespace std;
    
    //json序列化示例1
    string func1()
    {
        
        json js;//定义一个json类型的对象//添加数组
        js["msg_type"] = 2;
        js["from"] = "linzeyu";
        js["to"] = "zhang san";
        js["msg"] = "hello, are you ok now?";
     
        string sendBuf = js.dump();//输出的意思 
        //cout<<sendBuf.c_str()<<endl;//转成char*
        return sendBuf;
    }
    
    //json序列化示例2
    string func2()
    {
        
        json js;
        //添加数组
        js["id"] = {
        1, 2, 3, 4, 5};
        //添加key-value
        js["name"] = "zhang san";
        //添加对象
        js["msg"]["zhang san"] = "hello world";
        js["msg"]["liu shuo"] = "hello china";
        //上面等同于下面这句一次性添加数组对象
        js["msg"] = {
        {
        "zhang san", "hello world"}, {
        "liu shuo", "hello china"}};
        //cout << js << endl;
        return js.dump();
    }
    
    //json序列化示例代码3
    string func3()
    {
        
        json js;
    
        //直接序列化一个vector容器
        vector<int> vec;
        vec.push_back(1);
        vec.push_back(2);
        vec.push_back(5);
    
        js["list"] = vec;
    
        //直接序列化一个map容器
        map<int, string> m;
        m.insert({
        1, "黄山"});
        m.insert({
        2, "华山"});
        m.insert({
        3, "泰山"});
    
        js["path"] = m;
    
        string sendBuf = js.dump(); //json数据对象 =》序列化 json字符串
        //cout<<sendBuf<<endl;
        return sendBuf;
    }
    
    int main()
    {
        
        //func1();
        //unc2();
        //func3();
        string recvBuf = func1();
        //string recvBuf = func2();
        //string recvBuf = func3();
        
        //数据的反序列化   json字符串 =》反序列化 数据对象（看作容器，方便访问）
        json jsbuf = json::parse(recvBuf);
        
        cout<<jsbuf["msg_type"]<<endl;
        cout<<jsbuf["from"]<<endl;
        cout<<jsbuf["to"]<<endl;
        cout<<jsbuf["msg"]<<endl;
    
        //cout<<jsbuf["id"]<<endl;
        //auto arr = jsbuf["id"];
        //cout<<arr[2]<<endl;
    
        //auto msgjs = jsbuf["msg"];
        //cout<<msgjs["zhang san"]<<endl;
        //cout<<msgjs["liu shuo"]<<endl;
    
        //vector<int> vec = jsbuf["list"]; //js对象里面的数组类型，直接放入vector容器当中
        //for (int &v : vec)
        //{
        
        //     cout << v << " ";
        //}
        //cout << endl;
    
        //map<int, string> mymap = jsbuf["path"];
        //for (auto &p : mymap)
        //{
        
        //     cout << p.first << " " << p.second << endl;
        //}
        //cout << endl;
    
        return 0;
    }

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