JSON 基本语法以及在Java 中的使用

文章目录

一、JSON 概述
- 1.1 什么是 JSON
- 1.2 JSON数据类型和语法
- 1.3 JSON 优势
二、使用 JSON
- 2.1 在 Java程序中使用 JSON
- 2.2 Jackson的使用
- - 2.2.1 Jackson的简单介绍
  - 2.2.2 反序列化
  - 2.2.3 序列化
参考资料

一、JSON 概述

1.1 什么是 JSON

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交互格式。它去除了所有 JavaScript 执行代码，只保留 JavaScript 的对象格式。

它基于 ECMAScript (欧洲计算机协会制定的 js 规范)的一个子集，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。

1.2 JSON数据类型和语法

JSON适合表示层次结构，JSON采用键值对的方式来组织数据，仅支持以下几种数据类型：

键值对：{"key": value}
数组：[1, 2, 3]
字符串："abc"
数值（整数和浮点数）：12.34
布尔值：true或false
空值：null

JSON的语法主要包含以下几点

JSON数据以键值对形式存在，键值对的键和值之间用冒号 : 连接。不同键值对之间用逗号 , 隔开，
JSON只允许使用双引号包裹 key，特殊字符用 \ 转义，
{} 用于表示 JSON对象，也称为键值对（key-value pairs）的集合，对应 js 中的 object 。
[] 用于表示 JSON数组，也称为值的有序列表，对应 js 中的 array。数组中的元素可以是字符串、数字、布尔值、对象、数组或者 null。

JSON格式的例子：

{"name": "John Doe","age": 30,"city": "New York","isStudent": false,"hobbies": ["reading", "traveling", "coding"],"address": {"street": "123 Main Street","zipCode": "10001"}
}

1.3 JSON 优势

JSON（JavaScript Object Notation）作为一种数据交换格式，具有多个优点，使其在各种应用中得到广泛使用：

轻量级： JSON 是一种轻量级的数据交换格式，相对于其他格式如 XML，它的数据量较小。这有助于减少网络传输的数据量，提高传输效率。
易于解析和生成： JSON 数据易于在不同的编程语言中解析和生成。几乎所有的编程语言都提供了 JSON 解析器和生成器，使得在应用程序中处理 JSON 数据变得方便。

js中，json与对象的转换：JSON.parse()/JSON.stringify();
php中，json与数组的转换：json_encode()/json_decode();
java中，json与对象的转换：fromJson()/toJson();
python中，json与对象的转换：json.dumps()/json.loads();
与多种平台和语言兼容： JSON 不依赖于任何特定的编程语言，可以在不同平台和各种编程语言之间进行数据交换。这使得 JSON 成为跨平台和跨语言的数据传输格式。
浏览器原生支持： 在前端开发中，JSON 在 JavaScript 中具有原生支持，可以直接在浏览器中解析和生成 JSON 数据，使得前后端数据交互更加方便。
```
// JSON string to JavaScript object:
jsObj = JSON.parse(jsonStr);// JavaScript object to JSON string:
jsonStr = JSON.stringify(jsObj);
```

二、使用 JSON

2.1 在 Java程序中使用 JSON

在 Java 中，我们通常使用一些库来处理 JSON 数据，实现 JavaBean和 JSON 之间的转换。这些库主要有：

Jackson
Gson
Fastjson

在 JavaBean和 JSON 之间的转换过程里，主要有两个概念：

序列化：将 JavaBean变为 JSON 对象
反序列化：将 JSON对象解析为 JavaBean

具体地说，反序列化的过程包括以下步骤：

获取JSON数据： 从外部来源（例如网络、文件或其他应用程序）获取包含JSON数据的字符串。
反序列化操作： 使用相应的JSON解析库或框架，将JSON数据解析为 Java 对象。在Java中，常见的JSON解析库包括Jackson、Gson、org.JSON等。
生成Java对象： 解析后，将 JSON 数据映射到 Java对象的属性上，从而创建一个对应的 Java 对象。

在 Jackson 库中，将 JSON 数据映射到 Java 对象的属性是通过 Java 对象的 Getter 和 Setter 方法以及字段的匹配来完成的。以下是映射的基本规则：

属性名匹配： JSON中的字段名需要与 Java对象的属性名一致。例如，如果JSON中有一个字段名为 "id"，则对应的Java对象需要有一个名为 id 的属性，并且Jackson库会通过调用 getId() 和 setId() 方法来映射该属性。
驼峰命名规则： 如果JSON中的字段名采用驼峰命名（例如 "myField"），Jackson库会自动匹配到Java对象的驼峰命名风格的属性（例如 getMyField() 和 setMyField() 方法）。
类型匹配： Jackson会尽量将JSON中的值转换为Java对象相应属性的类型。例如，如果JSON中的 "age" 字段是一个整数，Jackson会尝试将其转换为Java对象的 int 类型属性。
嵌套对象： 如果JSON中包含嵌套的对象，Jackson会递归地将这些嵌套对象映射到Java对象的嵌套属性中。
默认构造函数： Java对象需要具有默认构造函数（无参数的构造函数）。这是因为Jackson在映射时会创建Java对象的实例，然后通过Setter方法设置属性的值。

2.2 Jackson的使用

2.2.1 Jackson的简单介绍

Jackson 是一个用于 Java 平台的 JSON 处理库，主要用于 JSON 数据的序列化（将 Java 对象转换为 JSON 字符串）和反序列化（将 JSON 字符串转换为 Java 对象）。 Jackson是一个广泛使用且功能强大的库，可以与 Spring 框架无缝集成，是 Spring MVC 默认的 JSON 处理库。

ObjectMapper 类是Jackson库的核心类，提供两种方法：

readValue 方法被用于将JSON字符串解析为 JavaBean 对象，可以接受不同类型的输入，包括 JSON 字符串、JSON 输入流等。例如

ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
String jsonString = "{ \"id\": 1, \"name\": \"John\" }";
User user = objectMapper.readValue(jsonString, User.class);

writeValueAsString 方法用于将 Java 对象序列化为 JSON 数据字符串。该方法接受一个 Java 对象，并返回其对应的 JSON 字符串。例如：
```
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
User user = new User(1, "John");
String jsonString = objectMapper.writeValueAsString(user);
```

另外，我们还可以可以自定义JsonSerializer和JsonDeserializer来定制序列化和反序列化

2.2.2 反序列化

假设有一个JSON字符串表示一个用户信息，如下所示：

{"id": 1,"username": "john_doe","email": "john@example.com","age": 30,"active": true
}

存在 User 类，如下所示：

@Data
public class User {private long id;private String username;private String email;private int age;private boolean active;// Default constructor (required for Jackson)public User() {}// Parameterized constructorpublic User(long id, String username, String email, int age, boolean active) {this.id = id;this.username = username;this.email = email;this.age = age;this.active = active;}

我们将使用 Jackson 库进行 JSON 解析。首先，确保已经将 Jackson 库添加到项目的依赖中。接下来，使用以下代码将 JSON 字符串解析为Java对象：

import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;public class JsonExample {public static void main(String[] args) {// JSON字符串String jsonString = "{ \"id\": 1, \"username\": \"john_doe\", \"email\": \"john@example.com\", \"age\": 30, \"active\": true }";// 创建ObjectMapper对象ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();try {// 将JSON字符串解析为User对象User user = objectMapper.readValue(jsonString, User.class);// 使用解析得到的User对象System.out.println("ID: " + user.getId());System.out.println("Username: " + user.getUsername());System.out.println("Email: " + user.getEmail());System.out.println("Age: " + user.getAge());System.out.println("Active: " + user.isActive());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

在这个例子中，User 类是一个简单的Java类，用于表示用户信息。ObjectMapper 类是Jackson库的核心类，它提供了方法来解析JSON字符串并将其转换为Java对象。这个例子中，readValue 方法被用于将JSON字符串解析为User对象。

请注意，User类应该具有与JSON属性相对应的Setter方法，以便ObjectMapper能够Java对象的实例，然后通过Setter方法设置属性的值。

2.2.3 序列化

import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;public class JsonSerializationExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个User对象User user = new User(1, "john_doe", "john@example.com", 30, true);// 创建ObjectMapper对象ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();try {// 将User对象转换为JSON字符串String jsonString = objectMapper.writeValueAsString(user);// 打印JSON字符串System.out.println("JSON String: " + jsonString);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}