c中json字符串怎么写

C语言中如何编写和操作JSON字符串：从入门到实践

在当今的软件开发中，JSON（JavaScript Object Notation）已成为数据交换的事实标准，无论是与Web API交互、配置文件解析，还是数据序列化，我们都不可避免地需要处理JSON数据，C语言本身并不内置对JSON的原生支持，因此开发者通常需要借助第三方库来完成这项工作，本文将详细介绍在C语言中如何编写、解析和操作JSON字符串，并以最流行的cJSON库为例,提供清晰的代码示例和实践指导。

为什么C语言需要专门的JSON库？

JSON是一种基于文本的格式,其结构包括：

对象：用花括号包围,由键值对组成。
数组：用方括号 [] 包围,由值列表组成。
值：可以是字符串、数字、布尔值、null、对象或数组。

C语言没有直接对应这些数据类型的结构，如果我们手动拼接一个JSON字符串，不仅容易出错，而且难以维护（处理转义字符、引号、嵌套结构等），JSON库的出现就是为了解决这些问题，它将JSON文本映射到C语言中的数据结构，并提供了一套API来方便地创建和修改这些结构,最后再将其序列化为JSON字符串。

准备工作：选择并引入cJSON库

cJSON是一个轻量级、单文件的C语言JSON解析器，使用非常广泛，你可以从其GitHub仓库（https://github.com/DaveGamble/cJSON）下载cJSON.h和cJSON.c文件,然后将它们包含在你的项目中。

在你的C源文件中,只需包含头文件即可：

#include "cJSON.h"

核心操作：如何“写”JSON字符串

在cJSON中，“写”JSON字符串的过程实际上是“构建”一个JSON对象（或数组），然后将其“序列化”成字符串,这个过程分为两步：

构建cJSON对象树：使用cJSON提供的函数创建JSON的各个组成部分（对象、数组、字符串等）,并将它们像搭积木一样组合起来。
序列化为字符串：调用cJSON_Print()或cJSON_PrintUnformatted()函数，将构建好的cJSON对象树转换成C语言的字符串。

实战案例：构建不同类型的JSON

下面我们通过几个例子,来学习如何构建各种常见的JSON结构。

案例1：构建一个简单的JSON对象

假设我们要构建如下JSON字符串：

{
    "name": "张三",
    "age": 30,
    "isStudent": false
}

代码实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
void create_simple_json() {
    // 1. 创建一个JSON对象（根节点）
    cJSON *root = cJSON_CreateObject();
    // 2. 向对象中添加键值对
    // 添加字符串
    cJSON_AddStringToObject(root, "name", "张三");
    // 添加数字
    cJSON_AddNumberToObject(root, "age", 30);
    // 添加布尔值
    cJSON_AddBoolToObject(root, "isStudent", false);
    // 3. 将JSON对象转换为格式化的字符串
    char *json_string = cJSON_Print(root);
    if (json_string) {
        printf("生成的JSON字符串:\n%s\n", json_string);
        // 使用后记得释放内存！
        free(json_string);
    }
    // 4. 使用完毕后，释放整个JSON对象树以防止内存泄漏
    cJSON_Delete(root);
}

案例2：构建嵌套的JSON对象（包含数组）

现在我们来构建一个更复杂的JSON,包含嵌套对象和数组：

{
    "id": 101,
    "user": {
        "username": "dev_coder",
        "email": "dev@example.com"
    },
    "tags": ["c", "json", "programming"]
}

代码实现：

void create_nested_json() {
    // 1. 创建根对象
    cJSON *root = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddNumberToObject(root, "id", 101);
    // 2. 创建嵌套的"user"对象
    cJSON *user_obj = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddStringToObject(user_obj, "username", "dev_coder");
    cJSON_AddStringToObject(user_obj, "email", "dev@example.com");
    // 将user对象添加到根对象中
    cJSON_AddItemToObject(root, "user", user_obj);
    // 3. 创建"tags"数组
    cJSON *tags_array = cJSON_CreateArray();
    // 向数组中添加字符串元素
    cJSON_AddItemToArray(tags_array, cJSON_CreateString("c"));
    cJSON_AddItemToArray(tags_array, cJSON_CreateString("json"));
    cJSON_AddItemToArray(tags_array, cJSON_CreateString("programming"));
    // 将数组添加到根对象中
    cJSON_AddItemToObject(root, "tags", tags_array);
    // 4. 序列化并打印
    char *json_string = cJSON_Print(root);
    if (json_string) {
        printf("生成的嵌套JSON字符串:\n%s\n", json_string);
        free(json_string);
    }
    // 5. 释放内存
    cJSON_Delete(root);
}

案例3：构建JSON数组

根节点本身就是一个数组：

[
    { "product": "苹果", "price": 5.5 },
    { "product": "香蕉", "price": 3.2 }
]

代码实现：

void create_json_array() {
    // 1. 创建根数组
    cJSON *root_array = cJSON_CreateArray();
    // 2. 创建第一个对象并添加到数组
    cJSON *item1 = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddStringToObject(item1, "product", "苹果");
    cJSON_AddNumberToObject(item1, "price", 5.5);
    cJSON_AddItemToArray(root_array, item1);
    // 3. 创建第二个对象并添加到数组
    cJSON *item2 = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddStringToObject(item2, "product", "香蕉");
    cJSON_AddNumberToObject(item2, "price", 3.2);
    cJSON_AddItemToArray(root_array, item2);
    // 4. 序列化并打印
    char *json_string = cJSON_Print(root_array);
    if (json_string) {
        printf("生成的JSON数组字符串:\n%s\n", json_string);
        free(json_string);
    }
    // 5. 释放内存
    cJSON_Delete(root_array);
}

释放内存：至关重要的最后一步

使用cJSON时，内存管理是一个核心要点，所有通过cJSON_Create...系列函数创建的cJSON对象，以及通过cJSON_Print系列函数生成的字符串,都动态分配在堆上。

释放JSON对象树：使用cJSON_Delete(ptr)，这个函数会递归地删除该cJSON节点及其所有子节点,防止内存泄漏。
释放JSON字符串：使用标准C库的free(ptr)。

记住这个黄金法则：谁创建，谁释放。

在C语言中处理JSON字符串，关键在于理解“构建”和“序列化”这两个核心概念。

选择合适的库：cJSON是一个功能强大且易于使用的入门选择。
构建对象树：通过cJSON_CreateObject()、cJSON_CreateArray()等函数创建节点，并用cJSON_Add...ToObject()和cJSON_AddItemToArray()等函数将它们连接起来,形成树状结构。
序列化为字符串：使用cJSON_Print()将内存中的JSON对象树转换为人类可读的字符串。
严格管理内存：养成cJSON_Delete()和free()配对使用的习惯,避免内存泄漏。