c++ boost::json

Boost社区12月11日发布了1.75版本，在之前，​​Boost使用Boost.PropertyTree解析​​JSON​​​，​​XML​​​，​​INI​​​和​​INFO​​​格式的文件。但是由于成文较早及需要兼容其他的数据格式，相比较于其他的​​C++​​解析库，使用时不方便。

​Boost.JSON​​​相对于​​Boost.PropertyTree​​​来所，其只能支持​​JSON​​格式的解析，但是其使用方法更为简便，直接。

有两种方法使用​​Boost.JSON​​​，一种是动态链接库，此时引入头文件​​boost/json.hpp​​​，同时链接对应的动态库；第二种是使用header only模式，此时只需要引入头文件​​boost/json/src.hpp​​即可。

​数据类型

array

数组类型，用于储存​​JSON​​​中的数组。实际使用的时候类似于​​std::vectorboost::json::value​​，差异极小。

object

object是JSON键值对的容器，对象类型，用于储存​​JSON​​​中的对象。实际使用时类似于​​std::map<std::string, boost::json::value>​​，但是相对来说，它们之间的差异较大。定义在<boost/json/object.hpp>

项目	Value
at(key)	获取指定Key对应的元素的引用（不存在时会抛出out_of_range异常）
begin/end	获取iterator
capacity	容量
cbegin/cend	获取const iterator
clear	Erase all elements.
contains(key)	判断Key是否存在
count(key)	返回Key的数量
emplace	Construct an element in-place.
empty	是否为空
erase(it/key)	根据key或iterator移除元素
find(key)	返回指定key的iterator或end()。
if_contains(key)	返回key对应value的指针，或null（不存在时）。
insert	插入元素
insert_or_assign	插入或赋值（若key已存在）
operator=	Copy assignment.Move assignment.Assignment.
operator[]	存在返回对应引用，若不存在则插入null value，并返回
reserve	增加容量（若指定值小于现有容量，则什么也不做）
size	大小
swap	Swap two objects.
max_size	静态成员，返回object能保存元素的最大数量。

string

字符串类型，用于储存​​JSON​​​中的字符串。实际使用时和​​std::basic_string​​​类似，不过其只支持​​UTF-8​​编码，如果需要支持其他编码，在解码时候需要修改option中相应的选项。

value

表示JSON值的类型，可以储存任意类型，也可以变换为各种类型。其中有一些特色的函数比如​​as_object​​​，​​get_array​​​，​​emplace_int64​​​之类的。它们的工作都类似，将​​boost::json::value​​对象转化为对应的类型。但是他们之间也有一定的区别。

构造json

{"a_string" : "test_string","a_number" : 123,"a_null"   : null,"a_array"  : [1, "2", {"123" : "123"}],"a_object" : {"a_name": "a_data"},"a_bool"   : true
}

构造的方法也很简单：定义一个object，然后设定各个value即可

boost::json::object val;
val["a_string"] = "test_string";
val["a_number"] = 123;
val["a_null"] = nullptr;
val["a_array"] = {1, "2", boost::json::object({{"123", "123"}})
};
val["a_object"].emplace_object()["a_name"] = "a_data";
val["a_bool"] = true;

Boost.JSON​​​支持使用​​std::initializer_list​​来构造自己的对象。所以也可以这样使用：

boost::json::value val2 = {{"a_string", "test_string"},{"a_number", 123},{"a_null", nullptr},{"a_array", {1, "2", {{"123", "123"}}}},{"a_object", {{"a_name", "a_data"}}},{"a_bool", true}
};

但是使用initializer_list构造时，有时很难区分是数组还是对象，可以明确指定

// 构造[["data", "value"]]
boost::json::value jsonAry = {boost::json::array({"data", "value"})};// 构造{"data": "value"}
boost::json::value jsonObj = boost::json::object({{"data", "value"}});

序列化

生成了​​json​​​对象以后，就可以使用​​serialize​​对对象进行序列化了。

std::cout << boost::json::serialize(val2) << std::endl;

除了直接把整个对象直接输出，​​Boost.JSON​​还支持分部分进行流输出，这种方法在数据量较大时，可以有效降低内存占用。

boost::json::serializer ser;
ser.reset(&val);char temp_buff[6];
while (!ser.done()) {std::memset(temp_buff, 0, sizeof(char) * 6);ser.read(temp_buff, 5);std::cout << temp_buff << std::endl;
}

如果缓存变量是数组，还可以直接使用​​ser.read(temp_buff)​​。

需要注意的是，​​ser.read​​​并不会默认在字符串末尾加​​\0​​​，所以如果需要直接输出，在输入时对缓存置0，同时为​​\0​​空余一个字符。

也可以直接使用输出的​​boost::string_view​​。

对象序列化

对象转换为JSON，Boost.JSON提供了一个非常简单的方法：只需要在需要序列化的类的命名空间中，定义一个重载函数tag_invoke（是类所在的命名空间，而不是在类里面定义），然后通过value_from即可方便地序列化对象了：

namespace NSJsonTest {class MyClass {public:int a;int b;MyClass (int a = 0, int b = 1):a(a), b(b) {}};void tag_invoke(boost::json::value_from_tag, boost::json::value &jv, MyClass const &c) {auto & jo = jv.emplace_object();jo["a"] = c.a;jo["b"] = c.b;}MyClass myObj;auto jv = boost::json::value_from(myObj)
}

其中，​​boost::json::value_from_tag​​​是作为标签存在的，方便​​Boost.JSON​​​分辨序列化函数的。​​jv​​​是输出的​​JSON​​​对象，​​c​​是输入的对象。

boost::json::value_from(MyObj)

使用的话，直接调用​​value_from​​函数即可。
序列化还有一个好处就是，可以在使用​​std::initializer_list​​​初始化​​JSON​​对象时，直接使用自定义对象。譬如：

boost::json::value val = {MyObj};

这里的​​val​​​是一个数组，里面包含了一个对象​​MyObj​​。

反序列化

使用​​boost::json::parse​​

auto decode_val = boost::json::parse("{\"123\": [1, 2, 3]}");

增加错误处理

boost::json::error_code ec;
boost::json::parse("{\"123\": [1, 2, 3]}", ec);
std::cout << ec.message() << std::endl;boost::json::parse("{\"123\": [1, 2, 3}", ec);
std::cout << ec.message() << std::endl;

对象反序列化

与对象序列化对应的是对象反序列化；也是在命名空间中定义个tag_invoke函数，然后即可通过value_to把JSON对象反序列化为类对象了：

MyClass tag_invoke(boost::json::value_to_tag<MyClass>, boost::json::value const &jv) {auto &jo = jv.as_object();return MyClass(jo.at("a").as_int64(), jo.at("b").as_int64());
}// jv为前面序列化时的对象
auto myObj = boost::json::value_to<MyClass>(jv);

需要注意的是，由于传入的​​jv​​​是被​​const​​​修饰的，所以不能类似于​​jv[“a”]​​使用。

使用也和上面的类似，提供了一个​​value_to<>​​模板函数。

auto MyObj = boost::json::value_to<MyNameSpace::MyClass>(vj);

无论是序列化还是反序列化，对于标准库中的容器，​​Boost.JSON​​都可以直接使用。

流输入

通过stream_parser可以流的方式读入要解析的字符串

boost::json::stream_parser p;
p.reset();p.write("[1, 2,");
p.write("3]");
p.finish();std::cout << boost::json::serialize(p.release()) << std::endl;

示例

json文件：

#include <boost/json.hpp>
#include <boost/json/src.hpp>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <fstream>
namespace json = boost::json;struct Rec {int64_t number;std::string string;friend Rec tag_invoke(json::value_to_tag<Rec>, json::value const& v) {auto& o = v.as_object();return {o.at("number").as_int64(),boost::json::value_to<std::string>(o.at("string")),};}friend void tag_invoke(json::value_from_tag, json::value& v, Rec const& rec){v = json::object{{"number", rec.number},{"string", rec.string},};}
};int main() {std::ifstream ifs("../input.json");std::string   input(std::istreambuf_iterator<char>(ifs), {});using Recs = std::vector<Rec>;Recs recs  = boost::json::value_to<std::vector<Rec>>(json::parse(input));for (auto& [n, s] : recs) {std::cout << "Rec { " << n << ", " << std::quoted(s) << " }\n";// some frivolous changes:n *= 2;reverse(begin(s), end(s));}std::cout << "Modified json: " << json::value_from(recs) << "\n";
}

参考
Boost.JSON Boost的JSON解析库