JSON与Jsoncpp库：数据交换的灵活选择

目录

引言

一.JSON简介

二. Jsoncpp库概述

三. Jsoncpp核心类介绍

3.1 Json::Value类

3.2 序列化与反序列化类

四. 实现序列化

五. 实现反序列化

结语

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引言

在现代软件开发中，数据交换格式扮演着至关重要的角色。JSON（JavaScript Object Notation）以其简洁、易于阅读和支持多种数据类型的特点，成为了数据交换领域的明星。本文将深入探讨JSON的基本概念、数据类型以及如何使用Jsoncpp库实现JSON的序列化与反序列化。

一.JSON简介

JSON是一种轻量级的数据交换格式，它基于文本，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。JSON的数据结构包括以下几种：

• 对象：由花括号{}包围，存储键值对。
• 数组：由中括号[]包围，存储有序集合。
• 字符串：由双引号""包围。
• 数字：整数或浮点数。
• 布尔值：true或false。
• null：表示空值。

例：⼩明同学的学⽣信息

char name = "⼩明";
int age = 18;
float score[3] = {88.5, 99, 58};
则json这种数据交换格式是将这多种数据对象组织成为⼀个字符串：
[{"姓名" : "⼩明","年龄" : 18,"成绩" : [88.5, 99, 58]},{"姓名" : "⼩⿊","年龄" : 18,"成绩" : [88.5, 99, 58]}
]

二. Jsoncpp库概述

Jsoncpp是一个流行的C++库，用于处理JSON数据。它提供了序列化和反序列化的机制，使得在C++程序中生成和解析JSON数据变得简单。

三. Jsoncpp核心类介绍

// Json数据对象类
class Json::Value
{Value &operator=(const Value &other); // Value重载了[]和=，因此所有的赋值和获取数据都可以通过Value &operator[](const std::string &key); // 简单的⽅式完成 val["姓名"] = "⼩明 ";Value &operator[](const char *key);Value removeMember(const char *key);			 // 移除元素const Value &operator[](ArrayIndex index) const; // val["成绩"][0]Value &append(const Value &value);				 // 添加数组元素val["绩"].append(88);ArrayIndex size() const;						 // 获取数组元素个数 val["绩"].size();std::string asString() const;  // 转string string name =val["name"].asString();const char *asCString() const; // 转char* char *name =val["name"].asCString();Int asInt() const;	   // 转int int age = val["age"].asInt();float asFloat() const; // 转floatbool asBool() const;   // 转 bool
};
// json序列化类，低版本⽤这个更简单
class JSON_API Writer
{virtual std::string write(const Value &root) = 0;
} 
class JSON_API FastWriter : public Writer
{virtual std::string write(const Value &root);
} 
class JSON_API StyledWriter : public Writer
{virtual std::string write(const Value &root);
}
// json序列化类，⾼版本推荐，如果⽤低版本的接⼝可能会有警告
class JSON_API StreamWriter
{virtual int write(Value const &root, std::ostream *sout) = 0;
} 
class JSON_API StreamWriterBuilder : public StreamWriter::Factory
{virtual StreamWriter *newStreamWriter() const;
}
// json反序列化类，低版本⽤起来更简单
class JSON_API Reader
{bool parse(const std::string &document, Value &root, bool collectComments = true);
}
// json反序列化类，⾼版本更推荐
class JSON_API CharReader
{virtual bool parse(char const *beginDoc, char const *endDoc,Value *root, std::string *errs) = 0;
} 
class JSON_API CharReaderBuilder : public CharReader::Factory
{virtual CharReader *newCharReader() const;
}

3.1 Json::Value类

Json::Value类是Jsoncpp中表示JSON数据的核心类。它提供了一系列的方法来操作JSON数据：

• operator[]：通过键名或数组索引访问数据。
• asString、asInt、asFloat、asBool：将JSON数据转换为相应的C++数据类型。
• append：向JSON数组中添加元素。

3.2 序列化与反序列化类

序列化是将JSON对象转换为字符串的过程，反序列化则是相反的过程。Jsoncpp提供了以下类来实现这些功能：

• StreamWriter和StreamWriterBuilder：用于创建序列化器，将Json::Value对象转换为JSON格式的字符串。
• CharReader和CharReaderBuilder：用于创建反序列化器，将JSON格式的字符串解析为Json::Value对象。

四. 实现序列化

下面是一个使用Jsoncpp实现序列化的示例：

#include <jsoncpp/json/json.h>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <memory>int main() {const char* name = "小明";int age = 19;float score[] = {77.5, 88, 99.5};Json::Value val;val["姓名"] = name;val["年龄"] = age;val["成绩"] = Json::Value(Json::arrayValue);for (float s : score) {val["成绩"].append(s);}Json::StreamWriterBuilder swb;std::unique_ptr<Json::StreamWriter> sw(swb.newStreamWriter());std::stringstream ss;// 检查sw是否为空指针if (!sw) {std::cerr << "Failed to create StreamWriter" << std::endl;return -1;}try {int result = sw->write(val, &ss);if (result != 0) {  // 检查是否有错误std::cerr << "Write failed with error code: " << result << std::endl;} else {std::cout << ss.str() << std::endl;}} catch (const std::exception& e) {std::cerr << "Exception occurred: " << e.what() << std::endl;return -1;}return 0;
}

五. 实现反序列化

下面是一个使用Jsoncpp实现反序列化的示例：

#include <jsoncpp/json/json.h>
#include <iostream>
#include <string>int main()
{std::string str = R"({"姓名":"小明", "年龄":18, "成绩":[76.5, 55, 88]})";Json::Value root;Json::CharReaderBuilder crb;std::unique_ptr<Json::CharReader> cr(crb.newCharReader());std::string err;if (!cr->parse(str.c_str(), str.c_str() + str.size(), &root, &err)){std::cout << "Parse error: " << err << std::endl;}else{std::cout << "Name: " << root["姓名"].asString() << std::endl;std::cout << "Age: " << root["年龄"].asInt() << std::endl;int sz = root["成绩"].size();for (int i = 0; i < sz; i++){std::cout << "Score: " << root["成绩"][i].asFloat() << std::endl;}}return 0;
}

结语

JSON作为一种灵活的数据交换格式，结合Jsoncpp库，为C++开发者提供了强大的数据交换能力。无论是网络通信还是数据存储，JSON和Jsoncpp都是你的理想选择。通过本文的介绍，希望你能对JSON和Jsoncpp有一个全面的了解，并能将其应用到实际开发中。