JSON

JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式。易于人閱讀和編寫，同時也易于機器解析和生成。它基于JavaScript（Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999）的一個子集。 JSON采用完全獨立于語言的文本格式，但是也使用了類似于C語言家族的習慣（包括C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python等）。這些特性使JSON成為理想的數(shù)據(jù)交換語言。

結構與形式[ ]

JSON建構于兩種結構：

1. “名稱/值”對的集合（A collection of name/value pairs）。

不同的語言中，它被理解為對象（object），記錄（record），結構（struct），字典（dictionary），哈希表（hash table），有鍵列表（keyed list），或者關聯(lián)數(shù)組（associative array）。

2. 值的有序列表（An ordered list of values）。

在大部分語言中，它被理解為數(shù)組（array）。

這些都是常見的數(shù)據(jù)結構。事實上大部分現(xiàn)代計算機語言都以某種形式支持它們。這使得一種數(shù)據(jù)格式在同樣基于這些結構的編程語言之間交換成為可能。JSON具有以下這些形式：

對象是一個無序的“‘名稱/值’對”集合。一個對象以“{”（左括號）開始，“}”（右括號）結束。每個“名稱”后跟一個“:”（冒號）；“‘名稱/值’ 對”之間使用“,”（逗號）分隔。數(shù)組是值（value）的有序集合。一個數(shù)組以“[”（左中括號）開始，“]”（右中括號）結束。值之間使用“,”（逗號）分隔。

值（value）可以是雙引號括起來的字符串（string）、數(shù)值(number)、 true、false、 null、對象（object）或者數(shù)組（array）。這些結構可以嵌套。

字符串（string）是由雙引號包圍的任意數(shù)量Unicode字符的集合，使用反斜線轉(zhuǎn)義。一個字符（character）即一個單獨的字符串（character string）。除去一些編碼細節(jié)，以下描述了完整的語言。

字符串（string）與C或者Java的字符串非常相似。除去未曾使用的八進制與十六進制格式，數(shù)值（number）也與C或者Java的數(shù)值非常相似。空白可以加入到任何符號之間。

JSON實例[ ]

簡單地說，JSON 可以將 JavaScript 對象中表示的一組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符串，然后就可以在函數(shù)之間輕松地傳遞這個字符串，或者在異步應用程序中將字符串從 Web 客戶端傳遞給服務器端程序。這個字符串看起來有點兒古怪，但是 JavaScript 很容易解釋它，而且 JSON 可以表示比名稱 / 值對更復雜的結構。例如，可以表示數(shù)組和復雜的對象，而不僅僅是鍵和值的簡單列表。

簡單 JSON 示例

按照最簡單的形式，可以用下面這樣的 JSON 表示名稱 / 值對：

{ "firstName": "Brett" }

這個示例非?；?，而且實際上比等效的純文本名稱 / 值對占用更多的空間：

firstName=Brett

但是，當將多個名稱 / 值對串在一起時，JSON 就會體現(xiàn)出它的價值了。首先，可以創(chuàng)建包含多個名稱 / 值對的記錄，比如：

{ "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" }

從語法方面來看，這與名稱 / 值對相比并沒有很大的優(yōu)勢，但是在這種情況下 JSON 更容易使用，而且可讀性更好。例如，它明確地表示以上三個值都是同一記錄的一部分；花括號使這些值有了某種聯(lián)系。

值的數(shù)組

當需要表示一組值時，JSON 不但能夠提高可讀性，而且可以減少復雜性。例如，假設您希望表示一個人名列表。在 XML 中，需要許多開始標記和結束標記；如果使用典型的名稱 / 值對（就像在本系列前面文章中看到的那種名稱 / 值對），那么必須建立一種專有的數(shù)據(jù)格式，或者將鍵名稱修改為 person1-firstName這樣的形式。

如果使用 JSON，就只需將多個帶花括號的記錄分組在一起：

{ "people": [
　　{ "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" },
　　{ "firstName": "Jason", "lastName":"Hunter", "email": "bbbb"},
　　{ "firstName": "Elliotte", "lastName":"Harold", "email": "cccc" }
]}

這不難理解。在這個示例中，只有一個名為 people的變量，值是包含三個條目的數(shù)組，每個條目是一個人的記錄，其中包含名、姓和電子郵件地址。上面的示例演示如何用括號將記錄組合成一個值。當然，可以使用相同的語法表示多個值（每個值包含多個記錄）：

{ "programmers": [
　　{ "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" },
　　{ "firstName": "Jason", "lastName":"Hunter", "email": "bbbb" },
　　{ "firstName": "Elliotte", "lastName":"Harold", "email": "cccc" }
　　],
　　"authors": [
　　{ "firstName": "Isaac", "lastName": "Asimov", "genre": "science fiction" },
　　{ "firstName": "Tad", "lastName": "Williams", "genre": "fantasy" },
　　{ "firstName": "Frank", "lastName": "Peretti", "genre": "christian fiction" }
　　],
　　"musicians": [
　　{ "firstName": "Eric", "lastName": "Clapton", "instrument": "guitar" },
　　{ "firstName": "Sergei", "lastName": "Rachmaninoff", "instrument": "piano" }
] }

這里最值得注意的是，能夠表示多個值，每個值進而包含多個值。但是還應該注意，在不同的主條目（programmers、authors 和 musicians）之間，記錄中實際的名稱 / 值對可以不一樣。JSON 是完全動態(tài)的，允許在 JSON 結構的中間改變表示數(shù)據(jù)的方式。

在處理 JSON 格式的數(shù)據(jù)時，沒有需要遵守的預定義的約束。所以，在同樣的數(shù)據(jù)結構中，可以改變表示數(shù)據(jù)的方式，甚至可以以不同方式表示同一事物。

JSON格式應用[ ]

掌握了 JSON 格式之后，在 JavaScript 中使用它就很簡單了。JSON 是 JavaScript 原生格式，這意味著在 JavaScript 中處理 JSON 數(shù)據(jù)不需要任何特殊的 API 或工具包。

將 JSON 數(shù)據(jù)賦值給變量

例如，可以創(chuàng)建一個新的 JavaScript 變量，然后將 JSON 格式的數(shù)據(jù)字符串直接賦值給它：

　　var people = { "programmers": [ { "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" },
　　{ "firstName": "Jason", "lastName":"Hunter", "email": "bbbb" },
　　{ "firstName": "Elliotte", "lastName":"Harold", "email": "cccc" }
　　],
　　"authors": [
　　{ "firstName": "Isaac", "lastName": "Asimov", "genre": "science fiction" },
　　{ "firstName": "Tad", "lastName": "Williams", "genre": "fantasy" },
　　{ "firstName": "Frank", "lastName": "Peretti", "genre": "christian fiction" }
　　],
　　"musicians": [
　　{ "firstName": "Eric", "lastName": "Clapton", "instrument": "guitar" },
　　{ "firstName": "Sergei", "lastName": "Rachmaninoff", "instrument": "piano" }
　　] }

這非常簡單；現(xiàn)在 people包含前面看到的 JSON 格式的數(shù)據(jù)。但是，這還不夠，因為訪問數(shù)據(jù)的方式似乎還不明顯。

訪問數(shù)據(jù)

盡管看起來不明顯，但是上面的長字符串實際上只是一個數(shù)組；將這個數(shù)組放進 JavaScript 變量之后，就可以很輕松地訪問它。實際上，只需用點號表示法來表示數(shù)組元素。所以，要想訪問 programmers 列表的第一個條目的姓氏，只需在 JavaScript 中使用下面這樣的代碼：

people.programmers[0].lastName;

注意，數(shù)組索引是從零開始的。所以，這行代碼首先訪問 people變量中的數(shù)據(jù)；然后移動到稱為 programmers的條目，再移動到第一個記錄（[0]）；最后，訪問 lastName鍵的值。結果是字符串值 “McLaughlin”。

下面是使用同一變量的幾個示例。

　　people.authors[1].genre // Value is "fantasy"
　　people.musicians[3].lastName // Undefined. This refers to the fourth entry, and there isn't one
　　people.programmers.[2].firstName // Value is "Elliotte"

利用這樣的語法，可以處理任何 JSON 格式的數(shù)據(jù)，而不需要使用任何額外的 JavaScript 工具包或 API。

修改 JSON 數(shù)據(jù)

正如可以用點號和括號訪問數(shù)據(jù)，也可以按照同樣的方式輕松地修改數(shù)據(jù)：

people.musicians[1].lastName = "Rachmaninov";

在將字符串轉(zhuǎn)換為 JavaScript 對象之后，就可以像這樣修改變量中的數(shù)據(jù)。

轉(zhuǎn)換回字符串

當然，如果不能輕松地將對象轉(zhuǎn)換回本文提到的文本格式，那么所有數(shù)據(jù)修改都沒有太大的價值。在 JavaScript 中這種轉(zhuǎn)換也很簡單：

String newJSONtext = people.toJSONString();

這樣就行了！現(xiàn)在就獲得了一個可以在任何地方使用的文本字符串，例如，可以將它用作 Ajax 應用程序中的請求字符串。

更重要的是，可以將任何JavaScript 對象轉(zhuǎn)換為 JSON 文本。并非只能處理原來用 JSON 字符串賦值的變量。為了對名為 myObject的對象進行轉(zhuǎn)換，只需執(zhí)行相同形式的命令：

String myObjectInJSON = myObject.toJSONString();

這就是 JSON 與本系列討論的其他數(shù)據(jù)格式之間最大的差異。如果使用 JSON，只需調(diào)用一個簡單的函數(shù)，就可以獲得經(jīng)過格式化的數(shù)據(jù)，可以直接使用了。對于其他數(shù)據(jù)格式，需要在原始數(shù)據(jù)和格式化數(shù)據(jù)之間進行轉(zhuǎn)換。即使使用 Document Object Model 這樣的 API（提供了將自己的數(shù)據(jù)結構轉(zhuǎn)換為文本的函數(shù)），也需要學習這個 API 并使用 API 的對象，而不是使用原生的 JavaScript 對象和語法。

最終結論是，如果要處理大量 JavaScript 對象，那么 JSON 幾乎肯定是一個好選擇，這樣就可以輕松地將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以在請求中發(fā)送給服務器端程序的格式。

概念比較[ ]

JSON和XML的比較

◆可讀性

JSON和XML的可讀性可謂不相上下，一邊是簡易的語法，一邊是規(guī)范的標簽形式，很難分出勝負。

◆可擴展性

XML天生有很好的擴展性，JSON當然也有，沒有什么是XML能擴展，JSON不能的。不過JSON在Javascript主場作戰(zhàn)，可以存儲Javascript復合對象，有著xml不可比擬的優(yōu)勢。

◆編碼難度

XML有豐富的編碼工具，比如Dom4j、JDom等，JSON也有提供的工具。無工具的情況下，相信熟練的開發(fā)人員一樣能很快的寫出想要的xml文檔和JSON字符串，不過，xml文檔要多很多結構上的字符。

◆解碼難度

XML的解析方式有兩種：

一是通過文檔模型解析，也就是通過父標簽索引出一組標記。例如：xmlData.getElementsByTagName("tagName")，但是這樣是要在預先知道文檔結構的情況下使用，無法進行通用的封裝。
另外一種方法是遍歷節(jié)點（document 以及 childNodes）。這個可以通過遞歸來實現(xiàn)，不過解析出來的數(shù)據(jù)仍舊是形式各異，往往也不能滿足預先的要求。

凡是這樣可擴展的結構數(shù)據(jù)解析起來一定都很困難。JSON也同樣如此。如果預先知道JSON結構的情況下，使用JSON進行數(shù)據(jù)傳遞簡直是太美妙了，可以寫出很實用美觀可讀性強的代碼。如果你是純粹的前臺開發(fā)人員，一定會非常喜歡JSON。但是如果你是一個應用開發(fā)人員，就不是那么喜歡了，畢竟xml才是真正的結構化標記語言，用于進行數(shù)據(jù)傳遞。

而如果不知道JSON的結構而去解析JSON的話，費時費力不說，代碼也會變得冗余拖沓，得到的結果也不盡人意。但是這樣也不影響眾多前臺開發(fā)人員選擇JSON。因為json.js中的toJSONString()就可以看到JSON的字符串結構。常用JSON的人看到這個字符串之后，就對JSON的結構很明了了，就更容易的操作JSON。

以上是在Javascript中僅對于數(shù)據(jù)傳遞的xml與JSON的解析。在Javascript地盤內(nèi)，JSON畢竟是主場作戰(zhàn)，其優(yōu)勢當然要遠遠優(yōu)越于xml。如果JSON中存儲Javascript復合對象，而且不知道其結構的話，我相信很多程序員也一樣是哭著解析JSON的。

◆實例比較

XML和JSON都使用結構化方法來標記數(shù)據(jù)，下面來做一個簡單的比較。

用XML表示中國部分省市數(shù)據(jù)如下：

　　<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
　　<country>
　　<name>中國</name>
　　<province>
　　<name>安徽省</name>
　　<citys>
　　<city>合肥市</city>
　　<city>安慶市</city>
　　</citys>
　　</province>
　　<province>
　　<name>廣東</name>
　　<citys>
　　<city>廣州</city>
　　<city>深圳</city>
　　<city>珠海</city>
　　</citys>
　　</province>
　　<province>
　　<name>臺灣</name>
　　<citys>
　　<city>臺北</city>
　　<city>高雄</city>
　　</citys>
　　</province>
　　<province>
　　<name>新疆</name>
　　<citys>
　　<city>烏魯木齊</city>
　　</citys>
　　</province>
　　</country>
　　用JSON表示如下：
　　{
　　name:"中國",
　　province:[
　　{
　　name:"安徽省",
　　citys:{
　　city:["合肥市","安慶市"]
　　}
　　},
　　{
　　name:"廣東",
　　citys:{
　　city:["廣州","深圳","珠海"]
　　}
　　},
　　{
　　name:"臺灣",
　　citys:{
　　city:["臺北","高雄"]
　　}
　　},
　　{
　　name:"新疆",
　　citys:{
　　city:["烏魯木齊"]
　　}
　　}
　　]
　　}

編碼的可讀性，xml有明顯的優(yōu)勢，畢竟人類的語言更貼近這樣的說明結構。json讀起來更像一個數(shù)據(jù)塊，讀起來就比較費解了。不過，我們讀起來費解的語言，恰恰是適合機器閱讀，所以通過json的索引.province[0].name就能夠讀取“黑龍江”這個值。

編碼的手寫難度來說，xml還是舒服一些，好讀當然就好寫。不過寫出來的字符JSON就明顯少很多。去掉空白制表以及換行的話，JSON就是密密麻麻的有用數(shù)據(jù)，而xml卻包含很多重復的標記字符。

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