实习笔记(四)json

(一)JSON语法

JSON的全称是”JavaScript Object Notation”,意思是JavaScript对象表示法,它是一种基于文本,独立于语言的轻量级数据交换格式。XML也是一种数据交换格式,为什么没有选择XML呢?因为XML虽然可以作为跨平台的数据交换格式,但是在JS(JavaScript的简写)中处理XML非常不方便,同时XML标记比数据多,增加了交换产生的流量,而JSON没有附加的任何标记,在JS中可作为对象处理,所以我们更倾向于选择JSON来交换数据。

HTTPS=HTTP+SSL, 现有的http是明文传输,不安全,为了能够加密传输就出现了SSL(Secure Sockets Layer)协议,用于对HTTP协议传输的数据进行加密。 

JSON数据格式:

1.可以用 JSON 传输一个简单的 String,Number,Boolean,也可以传输一个数组,或者一个复杂的 Object 对象。

String,Number 和 Boolean 用 JSON 表示非常简单。例如,用 JSON 表示一个简单的 String “ abc ”,其格式为:

"abc"

 


除了字符 ",\,/ 和一些控制符(\b,\f,\n,\r,\t)需要编码外,其他 Unicode 字符可以直接输出。下图是一个 String 的完整表示结构:

字符串型

  • 零个或多个双引号包裹的 Unicode 字符以及反斜杠转义序列。
  • 字符就是只有一个字符的字符串,长度为 1。

下表展示了字符串类型:

类型描述
"双引号
\反斜线
/斜线
b退格符
f换页符
n换行符
r回车符
t水平制表符
u四位十六进制数字

数字型

  • JavaScript 中的双精度浮点型格式,取决于实现。
  • 不能使用八进制和十六进制格式。
  • 在数字中不能使用 NaN 和 Infinity。

下表展示了数字类型:

类型描述
整形(Integer)数字1-9,0和正负数
分数(Fraction)分数,比如 .3,.9
指数(Exponent)指数,比如 e,e+,e-,E,E+,E-




数组

  • 它是一个有序的值集合。
  • 使用方括号闭合,这意味着数组以 [ 开始,以 ] 结尾。
  • 值使用 ,(逗号)分割。
  • 数组索引可以以 0 或 1 开始。
  • 当键名是连续的整数时应该使用数组。

JSON 还可以表示一个数组对象,使用 [] 包含所有元素,每个元素用逗号分隔,元素可以是任意的 Value,例如,以下数组包含了一个 String,Number,Boolean 和一个 null:


["abc",12345,false,null]

对象

  • 它是一个无序的名/值对集合。
  • 对象使用大括号闭合,以 '{' 开始,以 '}' 结尾。
  • 每个名称后面都跟随一个 ':'(冒号),名/值对使用 ,(逗号)分割。
  • 键名必须是字符串,并且不能同名。
  • 当键名是任意字符串时应该使用对象。

Object 对象在 JSON 中是用 {} 包含一系列无序的 Key-Value 键值对表示的,实际上此处的 Object 相当于 Java 中的 Map<String, Object>,而不是 Java 的 Class 。注意 Key 只能用 String 表示。 


JSON 值(6种)

包括:

  • 数字(整型和浮点型)
  • 字符串
  • 布尔值
  • 数组
  • 对象
  • null

其中 Value 也可以是另一个 Object 或者数组,因此,复杂的 Object 可以嵌套表示,例如,一个 Person 对象包含 name 和 address 对象,可以表示如下:

{"name":"Michael","address":

    {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}

}

(二)JSON数据交互

JavaScript 处理 JSON 数据

上面介绍了如何用 JSON 表示数据,接下来,我们还要解决如何在服务器端生成 JSON 格式的数据以便发送到客户端,以及客户端如何使用 JavaScript 处理 JSON 格式的数据。

我们先讨论如何在 Web 页面中用 JavaScript 处理 JSON 数据。我们通过一个简单的 JavaScript 方法就能看到客户端如何将 JSON 数据表示给用户:

function handleJson() {

  var j={"name":"Michael","address":

      {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}

  };

  document.write(j.name);

  document.write(j.address.city);

 }

 

假定服务器返回的 JSON 数据是上文的:

{"name":"Michael","address":

    {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}

}

 

只需将其赋值给一个 JavaScript 变量,就可以立刻使用该变量并更新页面中的信息了,相比 XML 需要从 DOM{文档对象模型(Document Object Model,简称DOM)},是W3C组织推荐的处理可扩展标志语言的标准编程接口 中读取各种节点而言,JSON 的使用非常容易。我们需要做的仅仅是发送一个 Ajax 请求,然后将服务器返回的 JSON 数据赋值给一个变量即可。有许多 Ajax 框架早已包含了处理 JSON 数据的能力,例如 Prototype(一个流行的 JavaScript 库:http://prototypejs.org)提供了 evalJSON() 方法,能直接将服务器返回的 JSON 文本变成一个 JavaScript 变量:

new Ajax.Request("http://url", {

  method: "get",

  onSuccess: function(transport) {

    var json = transport.responseText.evalJSON();

    // TODO: document.write(json.xxx);

  }

 });

 

服务器端输出 JSON 格式数据

下面我们讨论如何在服务器端输出 JSON 格式的数据。以 Java 为例,我们将演示将一个 Java 对象编码为 JSON 格式的文本。

String 对象编码为 JSON 格式时,只需处理好特殊字符即可。另外,必须用 (") 而非 (') 表示字符串:

 

 static String string2Json(String s) {

    StringBuilder sb = new StringBuilder(s.length()+20);

    sb.append('\"');

    for (int i=0; i<s.length(); i++) {

        char c = s.charAt(i);

        switch (c) {

        case '\"':

            sb.append("\\\"");

            break;

        case '\\':

            sb.append("\\\\");

            break;

        case '/':

            sb.append("\\/");

            break;

        case '\b':

            sb.append("\\b");

            break;

        case '\f':

            sb.append("\\f");

            break;

        case '\n':

            sb.append("\\n");

            break;

        case '\r':

            sb.append("\\r");

            break;

        case '\t':

            sb.append("\\t");

            break;

        default:

            sb.append(c);

        }

    }

    sb.append('\"');

    return sb.toString();

 }

 

 

Number 表示为 JSON 就容易得多,利用 Java 的多态,我们可以处理 Integer,Long,Float 等多种 Number 格式:

 

 static String number2Json(Number number) {

    return number.toString();

 }

 

 

Boolean 类型也可以直接通过 toString() 方法得到 JSON 的表示:

 

 static String boolean2Json(Boolean bool) {

    return bool.toString();

 }

 

 

要将数组编码为 JSON 格式,可以通过循环将每一个元素编码出来:

 

 static String array2Json(Object[] array) {

    if (array.length==0)

        return "[]";

    StringBuilder sb = new StringBuilder(array.length << 4);

    sb.append('[');

    for (Object o : array) {

        sb.append(toJson(o));

        sb.append(',');

    }

    // 将最后添加的 ',' 变为 ']':

    sb.setCharAt(sb.length()-1, ']');

    return sb.toString();

 }

 

 

最后,我们需要将 Map<String, Object> 编码为 JSON 格式,因为 JavaScript 的 Object 实际上对应的是 Java 的 Map<String, Object> 。该方法如下:

 

 static String map2Json(Map<String, Object> map) {

    if (map.isEmpty())

        return "{}";

    StringBuilder sb = new StringBuilder(map.size() << 4);

    sb.append('{');

    Set<String> keys = map.keySet();

    for (String key : keys) {

        Object value = map.get(key);

        sb.append('\"');

        sb.append(key);

        sb.append('\"');

        sb.append(':');

        sb.append(toJson(value));

        sb.append(',');

    }

    // 将最后的 ',' 变为 '}':

    sb.setCharAt(sb.length()-1, '}');

    return sb.toString();

 }

 

 

为了统一处理任意的 Java 对象,我们编写一个入口方法 toJson(Object),能够将任意的 Java 对象编码为 JSON 格式:

 

 public static String toJson(Object o) {

    if (o==null)

        return "null";

    if (o instanceof String)    //C#: if(o is string)

        return string2Json((String)o);

    if (o instanceof Boolean)

        return boolean2Json((Boolean)o);

    if (o instanceof Number)

        return number2Json((Number)o);

    if (o instanceof Map)

        return map2Json((Map<String, Object>)o);

    if (o instanceof Object[])

        return array2Json((Object[])o);

    throw new RuntimeException("Unsupported type: " + o.getClass().getName());

 }

 

 

我们并未对 Java 对象作严格的检查。不被支持的对象(例如 List)将直接抛出 RuntimeException 。此外,为了保证输出的 JSON 是有效的,Map<String, Object> 对象的 Key 也不能包含特殊字符。细心的读者可能还会发现循环引用的对象会引发无限递归,例如,精心构造一个循环引用的 Map,就可以检测到 StackOverflowException:

 

 @Test(expected=StackOverflowError.class)

 public void testRecurrsiveMap2Json() {

    Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();

    map.put("key", map);

    JsonUtil.map2Json(map);

 }

 

 

好在服务器处理的 JSON 数据最终都应该转化为简单的 JavaScript 对象,因此,递归引用的可能性很小。

最后,通过 Servlet 或 MVC 框架输出 JSON 时,需要设置正确的 MIME 类型(application/json)和字符编码。假定服务器使用 UTF-8 编码,则可以使用以下代码输出编码后的 JSON 文本:

 

 response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");

 response.setCharacterEncoding("UTF-8");

 PrintWriter pw = response.getWriter();

 pw.write(JsonUtil.toJson(obj));

 pw.flush();

 

 

小结

JSON 已经是 JavaScript 标准的一部分。目前,主流的浏览器对 JSON 支持都非常完善。应用 JSON,我们可以从 XML 的解析中摆脱出来,对那些应用 Ajax 的 Web 2.0 网站来说,JSON 确实是目前最灵活的轻量级方案。


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