JSON

一種輕量級的數據交換格式

JSON(JavaScript Object Notation, JS 對象簡譜) 是一種輕量級的數據交換格式。它基於 ECMAScript (歐洲計算機協會制定的js規範)的一個子集,採用完全獨立於編程語言的文本格式來存儲和表示數據。簡潔和清晰的層次結構使得 JSON 成為理想的數據交換語言。易於人閱讀和編寫,同時也易於機器解析和生成,並有效地提升網路傳輸效率。

簡要歷史


JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級的數據交換格式。易於人閱讀和編寫。同時也易於機器解析和生成。它基於JavaScript Programming Language, Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999的一個子集。
JSON是Douglas Crockford在2001年開始推廣使用的數據格式,在2005年-2006年正式成為主流的數據格式,雅虎和谷歌就在那時候開始廣泛地使用JSON格式。

JSON 語法


JSON 語法規則
JSON是一個標記符的序列。這套標記符包含六個構造字元、字元串、數字和三個字面名。
JSON是一個序列化的對象或數組。
1. 六個構造字元:
begin-array = ws %x5B ws ; [ 左方括弧
begin-object = ws %x7B ws ; { 左大括弧
end-array = ws %x5D ws ; ] 右方括弧
end-object = ws %x7D ws ; } 右大括弧
name-separator = ws %x3A ws ; : 冒號
value-separator = ws %x2C ws ; , 逗號
2. 在這六個構造字元的前或后允許存在無意義的空白符(ws):
ws = *(%x20 /; 空間
%x09 /; 水平標籤
%x0A /; 換行或換行
%x0D); 回程
3.JSON的值:
3.1 JSON的構成: ws 值 ws
3.2值可以是對象、數組、數字、字元串或者三個字面值(false、null、true)中的一個。值中的字面值中的英文必須使用小寫。
3.2.1對象由花括弧括起來的逗號分割的成員構成,成員是字元串鍵和上文所述的值由逗號分割的鍵值對組成,如:
1 {"name": "John Doe", "age": 18, "address": {"country" : "china", "zip-code": "10000"}}
3.2.2數組是由方括弧括起來的一組值構成,如:
1[3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
3.2.3 字元串與C或者Java的字元串非常相似。字元串是由雙引號包圍的任意數量Unicode字元的集合,使用反斜線轉義。一個字元(character)即一個單獨的字元串(character string)。
3.2.4數字也與C或者Java的數值非常相似。除去未曾使用的八進位與十六進位格式。除去一些編碼細節。
一些合法的JSON的實例:
1{"a": 1, "b": [1, 2, 3]}
1[1, 2, "3", {"a": 4}]
13.14
1"plain_text"
JSON 與 JS 對象的關係
很多人搞不清楚 JSON 和 JS 對象的關係,甚至連誰是誰都不清楚。其實,可以這麼理解:
JSON 是 JS 對象的字元串表示法,它使用文本表示一個 JS 對象的信息,本質是一個字元串。
1var obj = {a: 'Hello', b: 'World'}; //這是一個對象,注意鍵名也是可以使用引號包裹的
1var json = '{"a": "Hello", "b": "World"}'; //這是一個 JSON 字元串,本質是一個字元串
JSON 和 JS 對象互轉
要實現從JSON字元串轉換為JS對象,使用 JSON.parse() 方法:
1var obj = JSON.parse('{"a": "Hello", "b": "World"}'); //結果是 {a: 'Hello', b: 'World'}
要實現從JS對象轉換為JSON字元串,使用 JSON.stringify() 方法:
1var json = JSON.stringify({a: 'Hello', b: 'World'}); //結果是 '{"a": "Hello", "b": "World"}'

常用類型


任何支持的類型都可以通過 JSON 來表示,例如字元串、數字、對象、數組等。但是對象和數組是比較特殊且常用的兩種類型。
對象:對象在 JS 中是使用花括弧包裹 {} 起來的內容,數據結構為 {key1:value1, key2:value2, ...} 的鍵值對結構。在面向對象的語言中,key 為對象的屬性,value 為對應的值。鍵名可以使用整數和字元串來表示。值的類型可以是任意類型。
數組:數組在 JS 中是方括弧 [] 包裹起來的內容,數據結構為 ["java", "javascript", "vb", ...] 的索引結構。在 JS 中,數組是一種比較特殊的數據類型,它也可以像對象那樣使用鍵值對,但還是索引使用得多。同樣,值的類型可以是任意類型。

基礎示例


簡單地說,JSON 可以將 JavaScript 對象中表示的一組數據轉換為字元串,然後就可以在網路或者程序之間輕鬆地傳遞這個字元串,並在需要的時候將它還原為各編程語言所支持的數據格式,例如在 PHP 中,可以將 JSON 還原為數組或者一個基本對象。在用到AJAX時,如果需要用到數組傳值,這時就需要用JSON將數組轉化為字元串。

表示對象

JSON最常用的格式是對象的 鍵值對。例如下面這樣:
{"firstName": "Brett", "lastName": "McLaughlin"}

表示數組

和普通的 JS 數組一樣,JSON 表示數組的方式也是使用方括弧 []。
{ "people":[ {"firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin" }, { "firstName":"Jason","lastName":"Hunter"}]}
這不難理解。在這個示例中,只有一個名為 people的變數,值是包含兩個條目的數組,每個條目是一個人的記錄,其中包含名和姓。上面的示例演示如何用括弧將記錄組合成一個值。當然,可以使用相同的語法表示更過多的值(每個值包含多個記錄)。
在處理 JSON 格式的數據時,沒有需要遵守的預定義的約束。所以,在同樣的數據結構中,可以改變表示數據的方式,也可以使用不同方式表示同一事物。
如前面所說,除了對象和數組,你也可以簡單地使用字元串或者數字等來存儲簡單的數據,但這樣並沒有多大意義。

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,一邊是規範的標籤形式,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,沒有什麼是XML可以擴展而JSON卻不能擴展的。不過JSON在Javascript主場作戰,可以存儲Javascript複合對象,有著xml不可比擬的優勢。

編碼難度

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

解碼難度

XML的解析方式有兩種:
一是通過文檔模型解析,也就是通過父標籤索引出一組標記。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點(document 以及 childNodes)。這個可以通過遞歸來實現,不過解析出來的數據仍舊是形式各異,往往也不能滿足預先的要求。
凡是這樣可擴展的結構數據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進行數據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。如果你是純粹的前台開發人員,一定會非常喜歡JSON。但是如果你是一個應用開發人員,就不是那麼喜歡了,畢竟xml才是真正的結構化標記語言,用於進行數據傳遞。
而如果不知道JSON的結構而去解析JSON的話,那簡直是噩夢。費時費力不說,代碼也會變得冗餘拖沓,得到的結果也不盡人意。但是這樣也不影響眾多前台開發人員選擇JSON。因為json.js中的toJSONString()就可以看到JSON的字元串結構。當然對於不是經常使用這個字元串的人,這樣做仍舊是噩夢。常用JSON的人看到這個字元串之後,就對JSON的結構很明了了,就更容易的操作JSON。
以上是在Javascript中僅對於數據傳遞的xml與JSON的解析。在Javascript地盤內,JSON畢竟是主場作戰,其優勢當然要遠遠優越於xml。如果JSON中存儲Javascript複合對象,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。
除了上述之外,JSON和XML還有另外一個很大的區別在於有效數據率。JSON作為數據包格式傳輸的時候具有更高的效率,這是因為JSON不像XML那樣需要有嚴格的閉合標籤,這就讓有效數據量與總數據包比大大提升,從而減少同等數據流量的情況下,網路的傳輸壓力。

實例比較

XML和JSON都使用結構化方法來標記數據,下面來做一個簡單的比較。
用XML表示中國部分省市數據如下:
中國黑龍江哈爾濱大慶廣東廣州深圳珠海台灣台北高雄新疆烏魯木齊
用JSON表示如下:
{ "name": "中國", "province": [{ "name": "黑龍江", "cities": { "city": ["哈爾濱", "大慶"] } }, { "name": "廣東", "cities": { "city": ["廣州", "深圳", "珠海"] } }, { "name": "台灣", "cities": { "city": ["台北", "高雄"] } }, { "name": "新疆", "cities": { "city": ["烏魯木齊"] } }]}
可以看到,JSON 簡單的語法格式和清晰的層次結構明顯要比 XML 容易閱讀,並且在數據交換方面,由於 JSON 所使用的字元要比 XML 少得多,可以大大得節約傳輸數據所佔用的帶寬。

校驗工具


前言

JSON格式取代了xml給網路傳輸帶來了很大的便利,但是卻沒有了xml的一目了然,尤其是json數據很長的時候,我們會陷入繁瑣複雜的數據節點查找中。
但是國人的一款在線工具 BeJson 、SoJson在線工具讓眾多程序員、新接觸JSON格式的程序員更快的了解JSON的結構,更快的精確定位JSON格式錯誤。

功能

1 JSON格式化校驗
很多人在得到JSON數據后,一時沒有辦法判斷JSON數據格式是否正確,是否少或多符號而導致程序不能解析,這個功能正好能幫助大家來完成JSON格式的校驗。
2 JSON視圖
想必很多程序員都會遇到當找一個節點的時候,會發現如果直接對著一行行數據無從下手,就算知道哪個位置,還要一個節點一個節點的往下找,萬一一不留神又得從頭開始找的麻煩事。
有了這個功能,一切JSON數據都會變成視圖格式,一目了然,什麼對象下有多少數組,一個數組下有多少對象。
這個功能非常實用。不光有視圖功能還有格式化、壓縮、轉義、校驗功能。總之很強大。
3 壓縮轉義
程序員在寫JSON語句測試用例的時候,很多時候為了方便直接寫了個JSON字元串做測試,但是又陷入了無止境的雙引號轉義的麻煩中。這款功能集壓縮、轉義於一身,讓你在寫測試用例的時候,如魚得水。
4 JSON在線編輯器
如果你現在的電腦剛巧沒有裝你所熟悉的編輯器,如果你想針對拿到的JSON數據的某個節點做數據修改時,這個功能可以滿足你的需求。
5 在線發送JSON數據
大家都知道,JSON用的最多的還是web項目的開發,那你要測試一個介面是否能準確的接受JSON數據,那你就得寫一個頁面發送JSON字元串,重複的做著這件事。隨著這個功能的橫空出世,你可以擺脫寫測試頁面了,因為這個功能可以將指定的JSON數據發送指定的url,方便吧。
6 JSON著色
很多人在寫文檔時,總希望文檔能一目了然,但是面對著白底黑字的JSON數據總是提不起精神沒關係,使用這個功能,所有的關鍵字都會被著色,數據結構一目了然。
7 JSON-XML互轉
顧名思義,將JSON格式的數據轉化成XML格式、或者XML格式的數據轉化成JSON格式,一切都不是問題。
8 JSON-VIEW
JSON查看實用工具,在開發過程中(windows平台中)可以對JSON數據進行格式化和視圖顯示。
9 它和xml一樣都是一種數據交換格式

JSON的最小化

Eclipse RAP的一個提交者也是領導者的Ralf Sternberg,他只用了十個類就把快速的和輕量級的庫整合到了一起。顯然,使用精益和解析法真正地改善了伺服器的性能,因為伺服器進程以更高的效率為大量的客戶創建了JSON信息。在外部JSON中不存在依賴關係,代碼很容易管理,而且也不會佔用很多內存。對於你的全部JSON項目來說,這還遠遠不夠,但這確實帶來了幾件好事。