在C语言中如何使用JSON格式文件
在C语言开发中,处理JSON格式文件是一项常见需求,尤其是在需要与Web服务交互、配置文件解析或数据交换的场景中,由于C语言本身没有内置的JSON支持,开发者通常需要借助第三方库来完成JSON的解析与生成,本文将详细介绍在C语言中使用JSON文件的核心步骤、常用库推荐及完整示例,帮助开发者快速上手。
选择合适的JSON库
C语言的JSON库众多,各有特点,以下是几款主流库的选择依据:
cJSON
- 特点:轻量级、单文件(仅
cJSON.h和cJSON.c)、API简单易用,适合中小型项目。 - 功能:支持JSON的解析(字符串/文件转JSON对象)、生成(JSON对象转字符串)、增删改查节点。
- 地址:https://github.com/DaveGamble/cJSON
Jansson
- 特点:功能更全面,支持严格的JSON规范、内存管理(自动释放)、错误处理,适合复杂场景。
- 功能:解析、生成、迭代、类型检查等,API设计更规范。
- 地址:https://github.com/akheron/jansson
json-c
- 特点:历史悠久,社区支持好,与Linux生态集成度高。
- 功能:支持JSON对象、数组、字符串等类型的操作,但API相对繁琐。
- 地址:https://github.com/json-c/json-c
推荐:对于初学者或小型项目,cJSON是最优选择,本文以cJSON为例展开说明。
使用cJSON处理JSON文件的核心步骤
安装/集成cJSON库
方式1:直接集成源码(推荐)
从GitHub下载cJSON源码(仅需cJSON.h和cJSON.c),将其添加到项目中,编译时包含cJSON.c:
gcc your_program.c cJSON.c -o your_program -lm
方式2:包管理器安装(Linux)
# Ubuntu/Debian sudo apt-get install libcjson-dev # CentOS/RHEL sudo yum install cJSON-devel
解析JSON文件
解析JSON文件的核心流程是:读取文件内容 → 转换为C字符串 → 用cJSON解析 → 提取数据。
示例:解析一个JSON配置文件
假设有一个config.json如下:
{
"name": "MyApp",
"version": "1.0",
"settings": {
"debug": true,
"port": 8080,
"features": ["login", "register", "upload"]
},
"users": [
{"id": 1, "name": "Alice"},
{"id": 2, "name": "Bob"}
]
}
完整解析代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "cJSON.h"
// 读取文件内容到字符串
char* read_file(const char* filename) {
FILE* file = fopen(filename, "rb");
if (!file) {
perror("Failed to open file");
return NULL;
}
fseek(file, 0, SEEK_END);
long length = ftell(file);
fseek(file, 0, SEEK_SET);
char* content = (char*)malloc(length + 1);
if (!content) {
fclose(file);
perror("Failed to allocate memory");
return NULL;
}
fread(content, 1, length, file);
content[length] = '\0';
fclose(file);
return content;
}
int main() {
const char* filename = "config.json";
char* json_str = read_file(filename);
if (!json_str) {
return 1;
}
// 解析JSON字符串
cJSON* root = cJSON_Parse(json_str);
if (!root) {
fprintf(stderr, "Failed to parse JSON: %s\n", cJSON_GetErrorPtr());
free(json_str);
return 1;
}
// 提取顶层字段(字符串类型)
cJSON* name = cJSON_GetObjectItem(root, "name");
if (cJSON_IsString(name)) {
printf("Name: %s\n", name->valuestring);
}
// 提取嵌套对象
cJSON* settings = cJSON_GetObjectItem(root, "settings");
if (settings) {
cJSON* debug = cJSON_GetObjectItem(settings, "debug");
cJSON* port = cJSON_GetObjectItem(settings, "port");
if (cJSON_IsBool(debug) && cJSON_IsNumber(port)) {
printf("Debug: %s, Port: %d\n", debug->valueint ? "true" : "false", port->valueint);
}
// 提取数组
cJSON* features = cJSON_GetObjectItem(settings, "features");
if (cJSON_IsArray(features)) {
printf("Features: ");
cJSON* feature = NULL;
cJSON_ArrayForEach(feature, features) {
if (cJSON_IsString(feature)) {
printf("%s ", feature->valuestring);
}
}
printf("\n");
}
}
// 提取数组中的对象
cJSON* users = cJSON_GetObjectItem(root, "users");
if (cJSON_IsArray(users)) {
printf("Users:\n");
cJSON* user = NULL;
cJSON_ArrayForEach(user, users) {
cJSON* id = cJSON_GetObjectItem(user, "id");
cJSON* name = cJSON_GetObjectItem(user, "name");
if (cJSON_IsNumber(id) && cJSON_IsString(name)) {
printf(" ID: %d, Name: %s\n", id->valueint, name->valuestring);
}
}
}
// 释放内存
cJSON_Delete(root);
free(json_str);
return 0;
}
代码说明:
read_file:以二进制模式读取文件内容,避免编码问题,返回动态分配的字符串。cJSON_Parse:将JSON字符串解析为cJSON对象(根节点),失败时返回NULL,可通过cJSON_GetErrorPtr()获取错误信息。cJSON_GetObjectItem:根据键名获取对象中的字段,返回cJSON指针。- 类型检查:cJSON通过
cJSON_IsString、cJSON_IsNumber、cJSON_IsArray等宏确保数据类型正确,避免未定义行为。 cJSON_ArrayForEach:遍历数组中的每个元素。cJSON_Delete:释放cJSON对象及其子节点占用的内存,避免内存泄漏。
生成JSON文件
生成JSON文件的流程与解析相反:创建cJSON对象 → 构建JSON结构 → 转换为字符串 → 写入文件。
示例:生成上述config.json文件
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
// 创建JSON对象(根节点)
cJSON* root = cJSON_CreateObject();
if (!root) {
fprintf(stderr, "Failed to create JSON object\n");
return 1;
}
// 添加顶层字段
cJSON_AddStringToObject(root, "name", "MyApp");
cJSON_AddNumberToObject(root, "version", 1.0);
// 创建嵌套对象
cJSON* settings = cJSON_CreateObject();
cJSON_AddBoolToObject(settings, "debug", cJSON_True);
cJSON_AddNumberToObject(settings, "port", 8080);
// 创建数组并添加到嵌套对象
cJSON* features = cJSON_CreateArray();
cJSON_AddItemToArray(features, cJSON_CreateString("login"));
cJSON_AddItemToArray(features, cJSON_CreateString("register"));
cJSON_AddItemToArray(features, cJSON_CreateString("upload"));
cJSON_AddItemToObject(settings, "features", features);
// 将嵌套对象添加到根节点
cJSON_AddItemToObject(root, "settings", settings);
// 创建用户数组
cJSON* users = cJSON_CreateArray();
// 用户1
cJSON* user1 = cJSON_CreateObject();
cJSON_AddNumberToObject(user1, "id", 1);
cJSON_AddStringToObject(user1, "name", "Alice");
cJSON_AddItemToArray(users, user1);
// 用户2
cJSON* user2 = cJSON_CreateObject();
cJSON_AddNumberToObject(user2, "id", 2);
cJSON_AddStringToObject(user2, "name", "Bob");
cJSON_AddItemToArray(users, user2);
cJSON_AddItemToObject(root, "users", users);
// 将JSON对象转换为字符串(格式化输出)


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