C++高效解析JSON字符串

1. 什么是JSON字符串說明？

定義：

JSON(Javascript Object Notation)是一種輕量級的數據交換格式，易于閱讀和編寫，也易于機器解析和生成。

結構：

a. 名稱/值 的集合，Json對象是鍵值對構成，類似于map。其鍵為普通字符串，值可以為任意類型，如數字、邏輯值、文本、數組對象、Json對象、null等。

b. 數組,Json對象也可以為一個數組，有一個或者多個數值構成，其中數值可以為任意類型，如數字、邏輯值、文本、數組對象、Json對象、null等。

c. 語法

數據在名稱/值對中

數據由逗號分隔

花括號保存對象

方括號保存數組

舉例：

a. 簡單例子：{"firstname": "peisheng"}

b. 多個數據：{"firstname": "peisheng", "lastname": "h", "email": "buzhidao"}

c. 數組例子：

{ "zubie": "cad",

"members": [

{"firstname": "peisheng", "lastname": "h", "email": "buzhidao"},

{"firstname": "peisheng", "lastname": "h", "email": "buzhidao"},

{"firstname": "peisheng", "lastname": "h", "email": "buzhidao"}

]

}

2. 為什么選擇Json作為數據傳輸？而不是XML？

可讀性：Json和XML相比可謂不相上下，一邊是簡單的語法，一邊是規范的標簽形式，很難分出勝負。

可擴展性：XML天生有很好的可擴展性，Json也有。

編碼難度：XML有豐富的編碼工具，Json也有提供，但是XML要輸入很多結構字符。

解碼難度：凡是可擴展的數據結構，解析起來都很困難。

數據量： Json具有輕小的特點，降低了數據傳輸量。

3. JSONCPP庫介紹

目前市場上有很多Json解析的開源庫，http://www.json.org/，這個網站中有對Json的介紹，以及列出了各種語言實現的Json解析庫。JSONCPP是一個C++實現的面向對象的跨平臺開源庫，具有易用、易讀的特點。

JSONCPP中重要的類：

a. Json::Value 可以表示所有的類型，比如int、string、object、array等。

b. Json::Reader 可以從Json字符串中解析出Json::Value對象。

c. Json::Writer 可以把Json::Value對象寫入到字符串流或者文件中。

但是JsonCPP解析性能低，使用了std標準庫的東西，在CAD的環境下很容易崩潰，最后放棄。

4. 如何讀取Json字符串？

解碼時，把Json字符串看成是一個map對象(object)，對象(object)的鍵為字符串，值為任意類型，可以為int、string、bool、array、object等。解析Json字符串時，首先對當前層map解析解析，解析出key/val對。

解析過程：

a. 在鍵值對出現時，記錄鍵的起始位置，kvoff1_key, kvoff1_val

b. 在鍵值對結束時，記錄值的結束位置，kvoff2_key, kvoff2_val

c. 設置*kvoff2_key = 0, *kvoff2_val = 2

d. 在Json對象中，用map記錄鍵值的起始位置

e. 重復a~d四個步驟

舉例說明：

{"k1":"x1","k2":[1,2,3],"k3":{"k31":"v1"}}

按照上面的步驟進行解析

a. kvoff1_key=2, kvoff1_val=7

b. kvoff2_key=4, kv0ff2_val=9

c. *kvoff2_key=0, *kvoff2_val=0

d. Map.insert(kvoff1_key, kvoff1_val)

e. 重復a~d

5. 如何編輯Json字符串？

由于Json對象在內部維護了一份Json字符串內存RawBuf，插入時，在RawBuf后面添加一份鍵值對，并在所屬的Json對象中記錄一下鍵值對的起始位置，設置鍵和值的末尾值為0。

如果追加的字符串的大小，比RawBuf剩余空間大時，添加List<TCHAR*> RawBufs字段，提供多緩沖支持，最后一個Buffer為當前正在使用的Buffer。

RawBuf是使用步驟：

a. 初始化Json對象時，初始化一個 RAWBUFLEN=65535的TCHAR數組，并將該數組的指針添加到RawBufs中。

b. 插入一個鍵值對時，如果Buffer的剩余空間不足，生成一個大小為max(RAWBUFLEN, len(key) + len(val) + 2) 大小的TCHAR數組，并將數組的指針添加到RawBufs中，在將新值復制到剛才申請的空間里。