C语言中一种cJSON与结构体互转的方法
2024-02-29 14:43:31 软件 199观看
摘要前言json是目前最为流行的文本数据传输格式,特别是在网络通信上广泛应用,随着物联网的兴起,在嵌入式设备上,也需要开始使用json进行数据传输,那么,如何快速简洁地用C语言进行json的序列化和反序列化呢?当前,应用最广泛的C语言

前言

json是目前最为流行的文本数据传输格式,特别是在网络通信上广泛应用,随着物联网的兴起,在嵌入式设备上,也需要开始使用json进行数据传输,那么,如何快速简洁地用C语言进行json的序列化和反序列化呢?wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

当前,应用最广泛的C语言json解析库当属cJSON,但是,使用cJSON读json进行序列化和反序列化,需要根据key一个一个进行处理,会导致代码冗余,逻辑性不强,哪有没有更好的方法呢?wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

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思路

在Android平台,一般会使用gson等工具解析json,这些工具将json直接映射成对象,在C语言上使用对象的概念,我们需要借助结构体,然而,最大的问题在于,C语言没有高级语言具有的反射机制,直接从json映射到结构体对象几乎是不可能的。wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

怎么解决呢,既然C语言没有反射机制,那么我们可以自己定义一套类似于反射的机制,这里我将其称之为结构体数据模型,在数据模型中,我们需要准确地描述结构体的特征,包括结构体各成员的名称,类型,在结构体中的偏移。wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

有了这些,我们可以在解析josn的时候,将解析得到的数据直接写入到对应的内存里面去,或者是在序列化的时候,直接从对应的内存中读取数据,进行处理。wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

实现

CSON正是采用上面说到的思路,使用数据模型对结构体进行描述,然后基于cJSON,根据数据模型进行解析,将解析得到的数据直接写入到对应的内存区域,从而实现从json到结构体对象的映射。wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

CSON最基本的数据模型定义如下:wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

typedef struct cson_model{    CsonType type;                      /**< 数据类型 */    char *key;                          /**< 元素键值 */    short offset;                       /**< 元素偏移 */} CsonModel;

通过type描述结构体成员的数据类型,key描述该成员在json中对应的字段,offset描述该结构体成员在结构体中的偏移,CSON在解析json的时候,根据type调用相应的cJSON API并传递key作为参数,得到解析出的数据,然后根据offset将数据写入到对应的内存空间。wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

比如说这样一个结构体:wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

struct project{    int id;    char *name;}

该结构体包含两个成员,对于成员id,我们使用数据模型对其进行描述:wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

{.type=CSON_TYPE_CHAR, key="id", offset=0}

对于结构体的每个成员,都进行数据模型的定义,就可以得到一个完整的结构体数据模型,CSON会根据这个模型,进行解析。wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

因为是通过直接写内存的方式,所以在写不同类型的量到内存中时,会多次用到强制转型,导致CSON中赋值的代码都类似于:wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

*(int *)((int)obj + model[i].offset) = (int)csonDecodeNumber(json, model[i].key);

当然,上面说到的数据模型,只适用于基本数据类型的数据,对于子结构体,链表,数组等,需要对数据模型的定义进行扩充,有兴趣的朋友可以直接阅读CSON源码。wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

CSON使用实例

(1) 声明结构体:wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

/** 项目结构体 */struct project{    int id;    char *name;};/** 仓库结构体 */struct hub{    int id;    char *user;    struct project *cson;};

(2) 定义数据模型:wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

对每一个需要使用cson的结构体,都需要定义相对应的数据模型wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

/** 项目结构体数据模型 */CsonModel projectModel[] ={    CSON_MODEL_OBJ(struct project),    CSON_MODEL_INT(struct project, id),    CSON_MODEL_STRING(struct project, name),};/** 仓库结构体数据模型 */CsonModel hubModel[] ={    CSON_MODEL_OBJ(struct hub),    CSON_MODEL_INT(struct hub, id),    CSON_MODEL_STRING(struct hub, user),    CSON_MODEL_STRUCT(struct hub, cson, projectModel, sizeof(projectModel)/sizeof(CsonModel))};

(3) 使用CSON解析:wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

只需要定义好数据模型,就可以使用CSON读json进行序列化和反序列化wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

void csonDemo(void){    char *jsonDemo = "{/"id/": 1, /"user/": /"Letter/", /"cson/": {/"id/": 2, /"name/": /"cson/"}}";    /** 解析json */    struct hub *pHub = csonDecode(jsonDemo, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));    printf("hub: id: %d, user: %s, project id: %d, project name: %s/r/n",        pHub->id, pHub->user, pHub->cson->id, pHub->cson->name);    /** 序列化对象 */    char *formatJson = csonEncodeFormatted(pHub, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));    printf("format json: %s/r/n", formatJson);    /** 释放结构体对象 */    csonFree(pHub, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));    /** 释放序列化生成的json字符串 */    csonFreeJson(formatJson);}

运行结果:wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

hub: id: 1, user: Letter, project id: 2, project name: csonformat json: {        "id":   1,        "user": "Letter",        "cson": {                "id":   2,                "name": "cson"        }}

可以看到,无论是解析json,还是序列化结构体到json,在使用CSON的情况下,都只需要一行代码就可以解决,同样的操作,在使用原生cJSON的情况下,你可能需要多次判断,解析元素。wHl28资讯网——每日最新资讯28at.com

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