<think>在json-c库中，没有直接提供深拷贝（deep copy）函数来复制一个json_object对象及其所有嵌套对象。但是我们可以通过递归的方式实现深拷贝。以下是一个实现深拷贝的方法：
### 实现思路
1. 判断当前json_object的类型（如boolean, int, string, array, object等）
2. 根据类型进行不同的处理：
- 对于基本类型（如boolean, int, double等），直接创建新的json_object。
- 对于字符串类型，创建新的字符串对象（注意：字符串对象需要复制字符串内容）。
- 对于数组类型（array），遍历数组的每个元素，递归深拷贝每个元素，然后添加到新的数组中。
- 对于对象类型（object），遍历对象的每个键值对，递归深拷贝值，然后添加到新的对象中。
### 代码实现
```c
#include <json-c/json.h>
struct json_object* json_deep_copy(struct json_object* source) {
if (source == NULL) {
return NULL;
}
enum json_type type = json_object_get_type(source);
switch (type) {
case json_type_boolean: {
return json_object_new_boolean(json_object_get_boolean(source));
}
case json_type_int: {
return json_object_new_int64(json_object_get_int64(source));
}
case json_type_double: {
return json_object_new_double(json_object_get_double(source));
}
case json_type_string: {
const char* str = json_object_get_string(source);
return json_object_new_string(str);
}
case json_type_array: {
struct json_object* new_array = json_object_new_array();
int array_len = json_object_array_length(source);
for (int i = 0; i < array_len; i++) {
struct json_object* elem = json_object_array_get_idx(source, i);
struct json_object* new_elem = json_deep_copy(elem);
json_object_array_add(new_array, new_elem);
}
return new_array;
}
case json_type_object: {
struct json_object* new_obj = json_object_new_object();
json_object_object_foreach(source, key, val) {
struct json_object* new_val = json_deep_copy(val);
json_object_object_add(new_obj, key, new_val);
}
return new_obj;
}
case json_type_null:
default: {
return json_object_new_null();
}
}
}
```
### 代码解释
1. **基本类型处理**：对于布尔、整型、双精度浮点型，直接创建新对象并复制值。
2. **字符串类型**：使用`json_object_new_string`创建新的字符串对象，该函数内部会复制字符串内容，所以不需要我们手动复制。
3. **数组类型**：
- 创建新的数组对象`new_array`。
- 遍历原数组的每个元素，递归调用`json_deep_copy`复制元素，并将复制后的元素添加到新数组中。
4. **对象类型**：
- 创建新的对象`new_obj`。
- 使用`json_object_object_foreach`宏遍历原对象的每个键值对。
- 对每个值递归调用`json_deep_copy`进行深拷贝，然后将键和拷贝后的值添加到新对象中。
5. **空类型**：直接返回一个新的空对象。
### 注意事项
1. **内存管理**：调用者需要负责释放返回的json_object（使用`json_object_put`）。
2. **循环引用**：上述代码没有处理循环引用的情况。如果JSON对象中存在循环引用（例如，对象A引用了对象B，而对象B又引用了对象A），则递归将无限循环，导致栈溢出。在实际应用中，如果需要处理循环引用，需要引入机制来检测循环引用（例如使用哈希表记录已拷贝的对象）。
3. **性能**：深拷贝整个JSON对象树可能会消耗较多时间和内存，特别是对于大型JSON对象。
### 示例使用
```c
#include <stdio.h>
int main() {
// 创建一个复杂的JSON对象
struct json_object* root = json_object_new_object();
json_object_object_add(root, "name", json_object_new_string("Alice"));
json_object_object_add(root, "age", json_object_new_int(25));
struct json_object* scores = json_object_new_array();
json_object_array_add(scores, json_object_new_int(90));
json_object_array_add(scores, json_object_new_int(85));
json_object_object_add(root, "scores", scores);
// 深拷贝
struct json_object* root_copy = json_deep_copy(root);
// 打印原始对象和拷贝对象
printf("Original: %s\n", json_object_to_json_string(root));
printf("Copy: %s\n", json_object_to_json_string(root_copy));
// 释放对象
json_object_put(root);
json_object_put(root_copy);
return 0;
}
```
### 处理循环引用的改进
如果需要处理循环引用，可以引入一个指针映射表（例如使用哈希表）来记录已经拷贝过的对象。这里我们使用`json-c`的`lh_table`来实现一个简单的解决方案：
```c
#include <json-c/json.h>
#include <json-c/linkhash.h>
struct json_object* json_deep_copy_with_cache(struct json_object* source, struct lh_table* cache);
struct json_object* json_deep_copy(struct json_object* source) {
// 创建一个哈希表用于缓存已经拷贝的对象（key为原对象指针，value为拷贝后的对象指针）
struct lh_table* cache = lh_kptr_table_new(16, NULL);
struct json_object* result = json_deep_copy_with_cache(source, cache);
lh_table_free(cache);
return result;
}
struct json_object* json_deep_copy_with_cache(struct json_object* source, struct lh_table* cache) {
if (source == NULL) {
return NULL;
}
// 检查是否已经拷贝过
lh_entry* entry = lh_table_lookup_entry(cache, source);
if (entry) {
// 返回已经拷贝的对象
return (struct json_object*)entry->v;
}
enum json_type type = json_object_get_type(source);
struct json_object* new_obj = NULL;
switch (type) {
// ... 其他类型的处理同上，但递归调用时使用json_deep_copy_with_cache ...
case json_type_array: {
new_obj = json_object_new_array();
// 先将新对象放入缓存，再递归拷贝子元素，这样可以处理自引用
lh_table_insert(cache, source, new_obj);
int array_len = json_object_array_length(source);
for (int i = 0; i < array_len; i++) {
struct json_object* elem = json_object_array_get_idx(source, i);
struct json_object* new_elem = json_deep_copy_with_cache(elem, cache);
json_object_array_add(new_obj, new_elem);
}
break;
}
case json_type_object: {
new_obj = json_object_new_object();
lh_table_insert(cache, source, new_obj);
json_object_object_foreach(source, key, val) {
struct json_object* new_val = json_deep_copy_with_cache(val, cache);
json_object_object_add(new_obj, key, new_val);
}
break;
}
// ... 其他类型 ...
}
// 对于基本类型，我们在这里放入缓存（虽然没必要，但为了统一处理）
if (new_obj == NULL) {
// 对于基本类型，我们按照之前的方法创建
new_obj = ...; // 省略，和之前一样
lh_table_insert(cache, source, new_obj);
}
return new_obj;
}
```
注意：由于`lh_table`的键是`void*`，我们使用`lh_kptr_table_new`来创建以指针为键的哈希表。在递归拷贝之前，我们先在缓存中创建新对象的条目（即使它还没有完全构建好），这样如果遇到循环引用，就可以直接返回这个部分构建的对象。这种方法可以避免无限递归。
### 相关注意事项
- 循环引用的处理增加了复杂性，但避免了无限递归。
- 哈希表需要在使用后释放。
---
§§相关问题§§:
1. 在json-c库中，如何释放一个json_object对象？
2. 如何避免JSON深拷贝过程中的循环引用问题？
3. json-c库中，json_object_object_foreach宏是如何工作的？
4. 除了递归方法，还有哪些深拷贝JSON对象的策略？</think># JSON-C 库中的深拷贝方法
在 JSON-C 库中，没有直接提供现成的深拷贝函数，但我们可以通过递归遍历 JSON 对象来实现深拷贝。下面我将详细介绍实现方法并提供完整代码。
## 深拷贝实现方案
### 核心思路
1. 根据 JSON 对象的类型进行不同处理
2. 递归处理嵌套对象和数组
3. 创建新对象而不是引用原始对象
### 完整代码实现
```c
#include <json-c/json.h>
#include <stdio.h>
// 深拷贝函数声明
struct json_object* json_deep_copy(struct json_object* src);
// 处理数组类型的深拷贝
struct json_object* deep_copy_array(struct json_object* src_array) {
struct json_object* new_array = json_object_new_array();
int array_len = json_object_array_length(src_array);
for (int i = 0; i < array_len; i++) {
struct json_object* elem = json_object_array_get_idx(src_array, i);
struct json_object* new_elem = json_deep_copy(elem);
json_object_array_add(new_array, new_elem);
}
return new_array;
}
// 处理对象类型的深拷贝
struct json_object* deep_copy_object(struct json_object* src_obj) {
struct json_object* new_obj = json_object_new_object();
json_object_object_foreach(src_obj, key, val) {
struct json_object* new_val = json_deep_copy(val);
json_object_object_add(new_obj, key, new_val);
}
return new_obj;
}
// 主深拷贝函数
struct json_object* json_deep_copy(struct json_object* src) {
if (!src) return NULL;
enum json_type type = json_object_get_type(src);
switch (type) {
case json_type_boolean:
return json_object_new_boolean(json_object_get_boolean(src));
case json_type_double:
return json_object_new_double(json_object_get_double(src));
case json_type_int:
return json_object_new_int64(json_object_get_int64(src));
case json_type_string:
return json_object_new_string(json_object_get_string(src));
case json_type_array:
return deep_copy_array(src);
case json_type_object:
return deep_copy_object(src);
case json_type_null:
default:
return json_object_new_null();
}
}
// 示例使用
int main() {
// 创建原始JSON对象
struct json_object* original = json_object_new_object();
json_object_object_add(original, "name", json_object_new_string("Alice"));
json_object_object_add(original, "age", json_object_new_int(30));
struct json_object* scores = json_object_new_array();
json_object_array_add(scores, json_object_new_int(90));
json_object_array_add(scores, json_object_new_int(85));
json_object_object_add(original, "scores", scores);
// 创建深拷贝
struct json_object* copy = json_deep_copy(original);
// 修改原始对象
json_object_object_add(original, "city", json_object_new_string("New York"));
// 打印结果
printf("Original: %s\n", json_object_to_json_string_ext(original, JSON_C_TO_STRING_PRETTY));
printf("\nCopy: %s\n", json_object_to_json_string_ext(copy, JSON_C_TO_STRING_PRETTY));
// 释放内存
json_object_put(original);
json_object_put(copy);
return 0;
}
```
### 代码解释
1. **类型判断与处理**：
- `json_deep_copy()` 函数首先判断源对象的类型
- 对于基本类型（布尔、双精度、整数、字符串），直接创建新对象并复制值
- 对于复杂类型（数组、对象），调用专门的拷贝函数
2. **数组深拷贝**：
- `deep_copy_array()` 创建新数组
- 遍历源数组的每个元素，递归调用 `json_deep_copy()`
- 将拷贝后的元素添加到新数组中
3. **对象深拷贝**：
- `deep_copy_object()` 创建新对象
- 使用 `json_object_object_foreach` 宏遍历源对象的所有键值对
- 对每个值递归调用 `json_deep_copy()`
- 将键和拷贝后的值添加到新对象中
4. **内存管理**：
- 使用 `json_object_put()` 释放 JSON 对象
- 深拷贝创建的所有对象都需要单独释放
### 示例输出
运行上述代码将产生类似以下输出：
```
Original: {
"name": "Alice",
"age": 30,
"scores": [
90,
85
],
"city": "New York"
}
Copy: {
"name": "Alice",
"age": 30,
"scores": [
90,
85
]
}
```
注意原始对象添加了 "city" 字段，但拷贝对象保持不变，证明是真正的深拷贝。
## 处理循环引用的高级版本
如果需要处理可能存在的循环引用（对象相互引用），可以使用对象映射表：
```c
#include <json-c/json.h>
#include <uthash.h>
// 定义对象映射结构
struct ObjectMap {
struct json_object* original;
struct json_object* copy;
UT_hash_handle hh;
};
// 带映射表的深拷贝
struct json_object* json_deep_copy_with_map(
struct json_object* src,
struct ObjectMap** object_map
) {
if (!src) return NULL;
// 检查是否已拷贝过此对象
struct ObjectMap* existing = NULL;
HASH_FIND_PTR(*object_map, &src, existing);
if (existing) {
return existing->copy;
}
// 创建新映射项
struct ObjectMap* new_entry = malloc(sizeof(struct ObjectMap));
new_entry->original = src;
new_entry->copy = NULL; // 先设为NULL，避免循环引用问题
// 添加到映射表
HASH_ADD_PTR(*object_map, original, new_entry);
// 根据类型创建拷贝
enum json_type type = json_object_get_type(src);
struct json_object* new_obj = NULL;
switch (type) {
// ... 基本类型处理同上 ...
case json_type_array: {
new_obj = json_object_new_array();
new_entry->copy = new_obj; // 更新映射表
int array_len = json_object_array_length(src);
for (int i = 0; i < array_len; i++) {
struct json_object* elem = json_object_array_get_idx(src, i);
struct json_object* new_elem = json_deep_copy_with_map(elem, object_map);
json_object_array_add(new_obj, new_elem);
}
break;
}
case json_type_object: {
new_obj = json_object_new_object();
new_entry->copy = new_obj; // 更新映射表
json_object_object_foreach(src, key, val) {
struct json_object* new_val = json_deep_copy_with_map(val, object_map);
json_object_object_add(new_obj, key, new_val);
}
break;
}
// ... 其他类型 ...
}
return new_obj;
}
// 包装函数
struct json_object* json_deep_copy_safe(struct json_object* src) {
struct ObjectMap* object_map = NULL;
struct json_object* result = json_deep_copy_with_map(src, &object_map);
// 清理映射表
struct ObjectMap *current, *tmp;
HASH_ITER(hh, object_map, current, tmp) {
HASH_DEL(object_map, current);
free(current);
}
return result;
}
```
### 循环引用处理说明
1. **映射表机制**：
- 使用哈希表记录已拷贝的对象
- 键为原始对象指针，值为拷贝对象指针
2. **循环引用检测**：
- 在开始拷贝前检查对象是否已在映射表中
- 如果存在，直接返回已拷贝的对象
3. **递归处理**：
- 在创建空对象后立即更新映射表
- 这样后续引用可以正确指向
## 使用建议
1. **简单场景**：
- 使用基础版本 `json_deep_copy()`
- 适用于无循环引用的JSON结构
2. **复杂场景**：
- 使用带映射表的 `json_deep_copy_safe()`
- 处理可能存在的循环引用
3. **内存管理**：
- 深拷贝创建的对象需要单独释放
- 使用 `json_object_put()` 释放拷贝对象
---
本文介绍如何在Ruby中将XML和JSON格式的数据转换为Hash，并提供了使用ActiveSupport与Crack两个库进行转换的方法对比。此外还介绍了如何将Hash转换回XML或JSON格式。
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