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發(fā)現(xiàn)了一個很棒的開源項目CSON

發(fā)布人:xiaomaidashu 時間:2023-12-01 來源:工程師 發(fā)布文章
前言

json是目前最為流行的文本數(shù)據(jù)傳輸格式,特別是在網(wǎng)絡(luò)通信上廣泛應(yīng)用,隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起,在嵌入式設(shè)備上,也需要開始使用json進行數(shù)據(jù)傳輸,那么,如何快速簡潔地用C語言進行json的序列化和反序列化呢

當前,應(yīng)用最廣泛的C語言json解析庫當屬cJSON,但是,使用cJSON讀json進行序列化和反序列化,需要根據(jù)key一個一個進行處理,會導(dǎo)致代碼冗余,邏輯性不強,哪有沒有更好的方法呢

思路

在Android平臺,一般會使用gson等工具解析json,這些工具將json直接映射成對象,在C語言上使用對象的概念,我們需要借助結(jié)構(gòu)體,然而,最大的問題在于,C語言沒有高級語言具有的反射機制,直接從json映射到結(jié)構(gòu)體對象幾乎是不可能的

怎么解決呢,既然C語言沒有反射機制,那么我們可以自己定義一套類似于反射的機制,這里我將其稱之為結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)模型,在數(shù)據(jù)模型中,我們需要準確地描述結(jié)構(gòu)體的特征,包括結(jié)構(gòu)體各成員的名稱,類型,在結(jié)構(gòu)體中的偏移,有了這些,我們可以在解析josn的時候,將解析得到的數(shù)據(jù)直接寫入到對應(yīng)的內(nèi)存里面去,或者是在序列化的時候,直接從對應(yīng)的內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù),進行處理

實現(xiàn)

CSON正是采用上面說到的思路,使用數(shù)據(jù)模型對結(jié)構(gòu)體進行描述,然后基于cJSON,根據(jù)數(shù)據(jù)模型進行解析,將解析得到的數(shù)據(jù)直接寫入到對應(yīng)的內(nèi)存區(qū)域,從而實現(xiàn)從json到結(jié)構(gòu)體對象的映射

CSON最基本的數(shù)據(jù)模型定義如下:

typedef struct cson_model
{
    CsonType type;                      /**< 數(shù)據(jù)類型 */
    char *key;                          /**< 元素鍵值 */
    short offset;                       /**< 元素偏移 */
} CsonModel;

通過type描述結(jié)構(gòu)體成員的數(shù)據(jù)類型,key描述該成員在json中對應(yīng)的字段,offset描述該結(jié)構(gòu)體成員在結(jié)構(gòu)體中的偏移,CSON在解析json的時候,根據(jù)type調(diào)用相應(yīng)的cJSON API并傳遞key作為參數(shù),得到解析出的數(shù)據(jù),然后根據(jù)offset將數(shù)據(jù)寫入到對應(yīng)的內(nèi)存空間

比如說這樣一個結(jié)構(gòu)體:

struct project
{
    int id;
    char *name;
}

該結(jié)構(gòu)體包含兩個成員,對于成員id,我們使用數(shù)據(jù)模型對其進行描述{.type=CSON_TYPE_CHAR, key="id", offset=0},對于結(jié)構(gòu)體的每個成員,都進行數(shù)據(jù)模型的定義,就可以得到一個完整的結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)模型,CSON會根據(jù)這個模型,進行解析

因為是通過直接寫內(nèi)存的方式,所以在寫不同類型的量到內(nèi)存中時,會多次用到強制轉(zhuǎn)型,導(dǎo)致CSON中賦值的代碼都類似于*(int *)((int)obj + model[i].offset) = (int)csonDecodeNumber(json, model[i].key);

當然,上面說到的數(shù)據(jù)模型,只適用于基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù),對于子結(jié)構(gòu)體,鏈表,數(shù)組等,需要對數(shù)據(jù)模型的定義進行擴充,有興趣的朋友可以直接閱讀CSON源碼

CSON使用實例聲明結(jié)構(gòu)體
/** 項目結(jié)構(gòu)體 */
struct project
{
    int id;
    char *name;
};

/** 倉庫結(jié)構(gòu)體 */
struct hub
{
    int id;
    char *user;
    struct project *cson;
};
定義數(shù)據(jù)模型

對每一個需要使用cson的結(jié)構(gòu)體,都需要定義相對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型

/** 項目結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)模型 */
CsonModel projectModel[] =
{
    CSON_MODEL_OBJ(struct project),
    CSON_MODEL_INT(struct project, id),
    CSON_MODEL_STRING(struct project, name),
};

/** 倉庫結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)模型 */
CsonModel hubModel[] =
{
    CSON_MODEL_OBJ(struct hub),
    CSON_MODEL_INT(struct hub, id),
    CSON_MODEL_STRING(struct hub, user),
    CSON_MODEL_STRUCT(struct hub, cson, projectModel, sizeof(projectModel)/sizeof(CsonModel))
};
使用CSON解析

只需要定義好數(shù)據(jù)模型,就可以使用CSON讀json進行序列化和反序列化

void csonDemo(void)
{
    char *jsonDemo = "{"id": 1, "user": "Letter", "cson": {"id": 2, "name": "cson"}}";

    /** 解析json */
    struct hub *pHub = csonDecode(jsonDemo, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));
    printf("hub: id: %d, user: %s, project id: %d, project name: %srn",
        pHub->id, pHub->user, pHub->cson->id, pHub->cson->name);

    /** 序列化對象 */
    char *formatJson = csonEncodeFormatted(pHub, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));
    printf("format json: %srn", formatJson);

    /** 釋放結(jié)構(gòu)體對象 */
    csonFree(pHub, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));

    /** 釋放序列化生成的json字符串 */
    csonFreeJson(formatJson);
}

運行結(jié)果:

hub: id: 1, user: Letter, project id: 2, project name: cson
format json: {
        "id":   1,
        "user": "Letter",
        "cson": {
                "id":   2,
                "name": "cson"
        }
}

可以看到,無論是解析json,還是序列化結(jié)構(gòu)體到j(luò)son,在使用CSON的情況下,都只需要一行代碼就可以解決,同樣的操作,在使用原生cJSON的情況下,你可能需要多次判斷,解析元素

項目地址

CSON項目已經(jīng)發(fā)布到Githubhttps://github.com/NevermindZZT/cson


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