JavaScript 数据类型：深入理解 JSON 格式与序列化

JavaScript 数据类型：深入理解 JSON 格式与序列化

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什么是 JSON

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，它基于 JavaScript 对象语法，但独立于语言。几乎所有现代编程语言都支持 JSON 格式，这使得它成为前后端数据交互的理想选择。

JSON 的核心优势在于：

• 易于人类阅读和编写
• 易于机器解析和生成
• 完全独立于语言的文本格式

基本序列化：JSON.stringify

JSON.stringify 方法用于将 JavaScript 值转换为 JSON 字符串：

let user = {
  name: "张三",
  age: 28,
  isAdmin: true,
  skills: ["JavaScript", "HTML", "CSS"]
};

let json = JSON.stringify(user);
console.log(json); 
// 输出：{"name":"张三","age":28,"isAdmin":true,"skills":["JavaScript","HTML","CSS"]}

JSON 与 JavaScript 对象的区别

1. 字符串引号：JSON 只允许双引号，JavaScript 允许单引号和双引号
2. 属性名引号：JSON 要求所有属性名必须用双引号括起来
3. 数据类型：JSON 不支持函数、Symbol 和 undefined

高级序列化技巧

1. 排除特定属性

可以通过传递数组作为第二个参数来指定需要序列化的属性：

let meeting = {
  title: "技术分享会",
  participants: ["王五", "李四"],
  location: "会议室A",
  private: true
};

let json = JSON.stringify(meeting, ['title', 'participants']);
console.log(json); // 输出：{"title":"技术分享会","participants":["王五","李四"]}

2. 自定义转换函数

更灵活的方式是使用转换函数：

function replacer(key, value) {
  if (typeof value === 'string') {
    return undefined; // 过滤掉所有字符串值
  }
  return value;
}

let data = {
  name: "测试",
  age: 30,
  isValid: true
};

let json = JSON.stringify(data, replacer);
console.log(json); // 输出：{"age":30,"isValid":true}

3. 格式化输出

第三个参数用于控制缩进：

let obj = {
  name: "示例",
  data: {
    items: [1, 2, 3],
    enabled: true
  }
};

console.log(JSON.stringify(obj, null, 2));
/*
输出：
{
  "name": "示例",
  "data": {
    "items": [
      1,
      2,
      3
    ],
    "enabled": true
  }
}
*/

自定义序列化：toJSON 方法

对象可以通过实现 toJSON 方法来自定义序列化行为：

let product = {
  name: "笔记本电脑",
  price: 5999,
  stock: 10,
  toJSON() {
    return {
      name: this.name,
      price: `¥${this.price}`
    };
  }
};

console.log(JSON.stringify(product)); 
// 输出：{"name":"笔记本电脑","price":"¥5999"}

反序列化：JSON.parse

将 JSON 字符串转换回 JavaScript 对象：

let jsonStr = '{"name":"智能手机","price":2999,"inStock":true}';
let product = JSON.parse(jsonStr);
console.log(product.name); // 输出：智能手机

使用 reviver 函数

可以在解析过程中转换值：

let str = '{"title":"会议","date":"2023-05-20T10:00:00.000Z"}';

let meeting = JSON.parse(str, (key, value) => {
  if (key === 'date') return new Date(value);
  return value;
});

console.log(meeting.date.getFullYear()); // 输出：2023

常见问题与解决方案

1. 循环引用问题

当对象存在循环引用时，直接序列化会报错：

let parent = {};
let child = { parent: parent };
parent.child = child;

// 会抛出错误
// JSON.stringify(parent);

解决方案是使用自定义序列化方法排除循环引用。

2. 处理特殊对象

Date 对象会被转换为字符串，可以使用 reviver 函数在解析时转换回来。

3. 大数据量处理

对于大型对象，考虑分批处理或使用专门的流式 JSON 解析器。

实际应用场景

1. 前后端通信：AJAX 请求和响应通常使用 JSON 格式
2. 配置文件：许多工具和框架使用 JSON 格式的配置文件
3. 数据存储：NoSQL 数据库如 MongoDB 使用类似 JSON 的 BSON 格式
4. API 设计：RESTful API 通常使用 JSON 作为数据交换格式

性能考虑

1. 序列化性能：复杂对象序列化可能耗时，特别是在频繁操作时
2. 内存使用：大 JSON 字符串会占用较多内存
3. 安全考虑：永远不要直接 eval JSON 字符串，总是使用 JSON.parse

JSON 作为现代 Web 开发的基础技术，掌握其原理和高级用法对于开发者至关重要。通过合理使用序列化和反序列化技巧，可以构建更健壮、高效的应用程序。

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