JSON資料格式的使用

JohnLiu發表於2017-12-07

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,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生成。

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,它被理解為物件(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,它被理解為陣列(array)。

基礎示例
簡單地說,JSON 可以將 JavaScript 物件中表示的一組資料轉換為字串,然後就可以在函式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”更復雜的結構。例如,可以表示陣列和複雜的物件,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” }

這個示例非常基本,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" }

從語法方面來看,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;花括號使這些值有了某種聯絡。
表示陣列
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號的記錄分組在一起:


    { "people": [

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

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

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

    ]}

這不難理解。在這個示例中,只有一個名為 people的變數,值是包含三個條目的陣列,每個條目是一個人的記錄,其中包含名、姓和電子郵件地址。上面的示例演示如何用括號將記錄組合成一個值。當然,可以使用相同的語法表示多個值(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 是完全動態的,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陣列;將這個陣列放進 JavaScript 變數之後,就可以很輕鬆地訪問它。實際上,只需用點號表示法來表示陣列元素。所以,要想訪問 programmers 列表的第一個條目的姓氏,只需在 JavaScript 中使用下面這樣的程式碼:

people.programmers[0].lastName;

注意,陣列索引是從零開始的。所以,這行程式碼首先訪問 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示例。

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"

利用這樣的語法,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號訪問資料,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 物件之後,就可以像這樣修改變數中的資料。

轉換回字串
當然,如果不能輕鬆地將物件轉換回本文提到的文字格式,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字字串,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 物件轉換為 JSON 文字。並非只能處理原來用 JSON 字串賦值的變數。為了對名為 myObject的物件進行轉換,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,只需呼叫一個簡單的函式,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,需要在原始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字的函式),也需要學習這個 API 並使用 API 的物件,而不是使用原生的 JavaScript 物件和語法。

最終結論是,如果要處理大量 JavaScript 物件,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傳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,一邊是簡易的語法,一邊是規範的標籤形式,很難分出勝負。

◆可擴充套件性

XML天生有很好的擴充套件性,JSON當然也有,沒有什麼是XML能擴充套件,而JSON卻不能。不過JSON在Javascript主場作戰,可以儲存Javascript複合物件,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文件和JSON字串,不過,xml文件要多很多結構上的字元。

◆解碼難度

XML的解析方式有兩種:

一是通過文件模型解析,也就是通過父標籤索引出一組標記。例如:xmlData.getElementsByTagName(“tagName”),但是這樣是要在預先知道文件結構的情況下使用,無法進行通用的封裝。

另外一種方法是遍歷節點(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。

凡是這樣可擴充套件的結構資料解析起來一定都很困難。

JSON也同樣如此。如果預先知道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程式碼。如果你是純粹的前臺開發人員,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,程式碼也會變得冗餘拖沓,得到的結果也不盡人意。但是這樣也不影響眾多前臺開發人員選擇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的結構很明瞭了,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複合物件,而且不知道其結構的話,我相信很多程式設計師也一樣是哭著解析JSON的。

◆例項比較

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"] } 
    
        }

編碼的可讀性,xml有明顯的優勢,畢竟人類的語言更貼近這樣的說明結構。json讀起來更像一個資料塊,讀起來就比較費解了。不過,我們讀起來費解的語言,恰恰是適合機器閱讀,所以通過json的索引.province[0].name就能夠讀取“黑龍江”這個值。

編碼的手寫難度來說,xml還是舒服一些,好讀當然就好寫。不過寫出來的字元JSON就明顯少很多。去掉空白製表以及換行的話,JSON就是密密麻麻的有用資料,而xml卻包含很多重複的標記字元。

JSON線上校驗工具
前言
JSON格式取代了xml給網路傳輸帶來了很大的便利,但是卻沒有了xml的一目瞭然,尤其是json資料很長的時候,我們會陷入繁瑣複雜的資料節點查詢中。

但是國人的一款線上工具 BeJson 給眾多程式設計師帶來了一陣涼風。
功能簡介

  1. JSON格式化校驗

很多人在得到JSON資料後,一時沒有辦法判斷JSON資料格式是否正確,是否少或多符號而導致程式不能解析,這個功能正好能幫助大家來完成JSON格式的校驗。

  1. JSON檢視

想必很多程式設計師都會遇到當找一個節點的時候,會發現如果直接對著一行行資料無從下手,就算知道哪個位置,還要一個節點一個節點的往下找,萬一一不留神又得從頭開始找的麻煩事。

有了這個功能,一切JSON資料都會變成檢視格式,一目瞭然,什麼物件下有多少陣列,一個陣列下有多少物件。

這個功能非常實用。不光有檢視功能還有格式化、壓縮、轉義、校驗功能。總之很強大。

  1. 壓縮轉義

程式設計師在寫JSON語句測試用例的時候,很多時候為了方便直接寫了個JSON字串做測試,但是又陷入了無止境的雙引號轉義的麻煩中。這款功能集壓縮、轉義於一身,讓你在寫測試用例的時候,如魚得水。

  1. JSON線上編輯器

如果你現在的電腦剛巧沒有裝你所熟悉的編輯器,如果你想針對拿到的JSON資料的某個節點做資料修改時,這個功能可以滿足你的需求。

  1. 線上傳送JSON資料

大家都知道,JSON用的最多的還是web專案的開發,那你要測試一個介面是否能準確的接受JSON資料,那你就得寫一個頁面傳送JSON字串,重複的做著這件事。隨著這個功能的橫空出世,你可以擺脫寫測試頁面了,因為這個功能可以將指定的JSON資料傳送指定的url,方便吧。

  1. JSON著色

很多人在寫文件時,總希望文件能一目瞭然,但是面對著白底黑字的JSON資料總是提不起精神沒關係,使用這個功能,所有的關鍵字都會被著色,資料結構一目瞭然。

  1. JSON-XML互轉

顧名思義,將JSON格式的資料轉化成XML格式、或者XML格式的資料轉化成JSON格式,一切都不是問題。

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