【从零实现JsonRpc框架#1】Json库介绍

1.JsonCpp第三方库

JSONCPP 是一个开源的 C++ 库，用于解析和生成 JSON（JavaScript Object Notation）数据。它提供了简单易用的接口，支持 JSON 的序列化和反序列化操作，适用于处理配置文件、网络通信数据等场景。

2.Json 数据格式

JSON 是一种轻量级的数据交换格式，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。

比如：我们想表示一个 同学的信息

C 代码表示：

char *name = "xx";
int age = 18;
float score[3] = {88.5, 99, 58};

Json 表示：

{
    "姓名" : "xx",
    "年龄" : 18,
    "成绩" : [88.5, 99, 58],
    "爱好" ：{
        "书籍" : "西游记",
        "运动" : "打篮球"
    }
}

包含以下基本类型：

• 对象（Object）：键值对集合，用 {} 包裹，如 {"name": "Alice", "age": 25}。
• 数组（Array）：有序值列表，用 [] 包裹，如 [1, "text", true]。
• 值（Value）：可以是字符串、数字、布尔值、null、对象或数组。

在 JSONCPP 中，所有 JSON 数据均通过 Json::Value 类表示。

3.JsonCpp 介绍

Jsoncpp 库主要是用于实现 Json 格式数据的序列化和反序列化，它实现了将多个数据对象组织成为 json 格式字符串，以及将 Json 格式字符串解析得到多个数据对象的功能。

先看一下 Json 数据对象类的表示

• 功能：存储任意 JSON 数据，支持动态类型判断。
• 常用方法：

class Json::Value{
    Value& operator=(const Value &other); //Value重载了[]和=，因此所有的赋值和获取数据都可以通过 
    Value& operator[](const std::string& key);//简单的⽅式完成 val["name"] = "xx";
    Value& operator[](const char* key); // 访问或创建键值对
    
    Value removeMember(const char* key);//移除元素 
    
    const Value& operator[](ArrayIndex index) const; //val["score"][0]
    Value& append(const Value& value);//添加数组元素val["score"].append(88);  
    ArrayIndex size() const;//获取数组元素个数 val["score"].size(); 
    
    std::string asString() const;//转string string name = val["name"].asString();
    const char* asCString() const;//转char* char *name = val["name"].asCString();
    
    // 获取值(需确保类型正确)
    Int asInt() const;//转int int age = val["age"].asInt(); 
    float asFloat() const;//转float float weight = val["weight"].asFloat(); 
    bool asBool() const;//转 bool bool ok = val["ok"].asBool(); 
    
    // 判断类型
    bool isObject() const;
    bool isArray() const;
    bool isString() const;
};

生成器（序列化接口 – Writer）

class JSON_API StreamWriter {
	virtual int write(Value const& root, std::ostream* sout) = 0;
}
class JSON_API StreamWriterBuilder : public StreamWriter::Factory {
	virtual StreamWriter* newStreamWriter() const;
}

// 使用如下：
Json::StreamWriterBuilder builder;
builder.settings_["indentation"] = "  "; // 缩进两空格
std::string jsonStr = Json::writeString(builder, root);

解析器（反序列化接口–Reader）

class JSON_API CharReader {
	virtual bool parse(char const* beginDoc, char const* endDoc, 
 		Value* root, std::string* errs) = 0;
}
class JSON_API CharReaderBuilder : public CharReader::Factory {
	virtual CharReader* newCharReader() const;
}
// 使用如下：
Json::CharReaderBuilder builder;
std::unique_ptr<Json::CharReader> reader(builder.newCharReader());
JSONCPP_STRING errs;
bool success = reader->parse(jsonStr, jsonStr + strlen(jsonStr), &root, &errs);

小结，主要用的 三个类 如下：

1. Json::Value类：中间数据存储类

   • 就需要先存储到 Json::Value 对象中如果要将数据对象进行序列化，如果要将数据传进行反序列化，就是解析后，将数据对象放入到J Json::Value 对象中

2. Json::StreamWriter类：用于进行数据序列化

   • Json::StreamWriter::write() 序列化函数

   • Json::StreamWriterBuilder类: Json::StreamWriter 工厂类 – 用于生产 Json:.StreamWriter 对象

3. Json::CharReader类：反序列化类

   • Json::CharReader::parse() 反序列化函数
   • Json::CharReaderBuilder：Json::CharReader工厂类-用于生产 Json::.CharReader 对象

4.JsonCpp的使用

序列化（C++ 对象 -> JSON）

序列化是将 C++ 对象转换为 JSON 格式的字符串。我们可以通过 Json::Value 类来构建 JSON 对象，然后使用 Json::StreamWriter 或 Json::FastWriter 来生成 JSON 字符串。

#include <iostream>
#include <json/json.h>

int main() {
    // 创建一个 Json::Value 对象
    Json::Value root;
    
    // 添加一些键值对
    root["name"] = "Alice";
    root["age"] = 30;
    root["is_student"] = false;

    // 创建一个数组
    Json::Value languages;
    languages.append("C++");
    languages.append("Python");
    languages.append("JavaScript");
    root["languages"] = languages;

    // 使用 FastWriter 将 Json::Value 转换为 JSON 字符串
    Json::FastWriter fastWriter;
    std::string jsonString = fastWriter.write(root);

    // 输出 JSON 字符串
    std::cout << "Serialized JSON: " << jsonString << std::endl;

    return 0;
}

序列化结果

Serialized JSON: {"age":30,"is_student":false,"languages":["C++","Python","JavaScript"],"name":"Alice"}

反序列化（JSON -> C++ 对象

反序列化是将 JSON 字符串解析为 Json::Value 对象，以便在 C++ 中访问其内容。我们可以使用 Json::Reader 或 Json::CharReader 来解析 JSON 字符串。

#include <iostream>
#include <json/json.h>

int main() {
    // 假设我们有一个 JSON 字符串
    std::string jsonString = "{\"name\":\"Alice\",\"age\":30,\"is_student\":false,\"languages\":[\"C++\",\"Python\",\"JavaScript\"]}";

    // 创建一个 Json::Value 对象
    Json::Value root;
    Json::CharReaderBuilder readerBuilder;
    std::string errs;

    // 使用 CharReader 解析 JSON 字符串
    std::istringstream iss(jsonString);
    if (!parseFromStream(readerBuilder, iss, &root, &errs)) {
        std::cerr << "Failed to parse JSON: " << errs << std::endl;
        return -1;
    }

    // 访问 JSON 数据
    std::string name = root["name"].asString();
    int age = root["age"].asInt();
    bool isStudent = root["is_student"].asBool();

    // 获取数组
    Json::Value languages = root["languages"];
    std::cout << "Deserialized JSON:" << std::endl;
    std::cout << "Name: " << name << std::endl;
    std::cout << "Age: " << age << std::endl;
    std::cout << "Is Student: " << (isStudent ? "Yes" : "No") << std::endl;
    std::cout << "Languages: ";
    for (unsigned int i = 0; i < languages.size(); ++i) {
        std::cout << languages[i].asString() << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

反序列化结果：

Deserialized JSON:
Name: Alice
Age: 30
Is Student: No
Languages: C++ Python JavaScript 

5. 总结

• 序列化 ：通过 Json::Value 构建 JSON 对象，并使用 Json::FastWriter 或 Json::StreamWriter 将其转换为 JSON 字符串。
• 反序列化 ：通过 Json::Reader 或 Json::CharReader 将 JSON 字符串解析为 Json::Value 对象，然后可以通过 asString()、asInt() 等方法访问数据。

JsonCpp 是一个非常方便的库，适合在 C++ 项目中处理 JSON 数据。