c如何用json分开

C语言与JSON的优雅邂逅：如何在C中解析与生成JSON

在当今的软件开发中,JSON（JavaScript Object Notation）已经成为数据交换的事实标准，它轻量、易读且易于机器解析和生成，对于许多C语言开发者来说，如何处理这种灵活的数据结构一直是一个挑战，C语言本身不提供内置的JSON支持，因此我们需要借助第三方库来“搭起”C语言与JSON之间的桥梁，本文将详细介绍如何在C语言中使用流行的第三方库来解析和生成JSON，实现数据的“分开”与重组。

核心思想：将JSON映射为C语言数据结构

在C语言中处理JSON,其核心思想是将JSON文本中描述的数据结构，解析（Parsing）成C语言原生能够理解的数据结构（如结构体struct和联合体union），反之亦然，这个过程就是“分开”与“重组”的本质。

• 解析：将一整段JSON字符串，分解成一个个独立的、有意义的C语言数据项。
• 生成：将C语言中的数据项，组合成一段符合JSON规范的字符串。

为了实现这个过程,我们通常会选择一个成熟的C语言JSON库，目前市面上最流行、功能最强大的库之一是 JSMN (JavaScript Object Notation Parser)，特别是它的改进版 JSMN-EX，还有 cJSON，它提供了更高级的API，使用起来更为便捷，下面，我们将分别介绍这两个库的使用方法。

使用JSMN-EX库——轻量级的选择

JSMN以其极小（核心代码仅约200行）和快速而闻名，它不直接将JSON映射为C结构体，而是生成一个“令牌”（Token）流，开发者需要根据这个令牌流手动解析出数据，这种方式非常灵活，但需要开发者做更多的工作。

安装与准备

从GitHub上克隆JSMN-EX项目：

git clone https://github.com/zserge/jsmn.git

你只需要将 jsmn.h 和 jsmn.c 文件包含到你的项目中即可。

解析JSON

JSMN的解析过程分为两步：分配内存和实际解析。

示例：解析一个简单的JSON对象

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "jsmn.h"
// 一个示例JSON字符串
const char *JSON_STRING = "{ \"name\": \"John\", \"age\": 30, \"isStudent\": false, \"courses\": [\"Math\", \"Science\"] }";
int main() {
    int r;
    jsmn_parser p;
    jsmn_tok_t t[128]; // 我们需要一个令牌数组来存储解析结果
    // 初始化解析器
    jsmn_init(&p);
    // 解析JSON字符串
    // JSMN_OBJECT表示我们期望解析一个JSON对象
    r = jsmn_parse(&p, JSON_STRING, strlen(JSON_STRING), t, sizeof(t) / sizeof(t[0]));
    if (r < 0) {
        printf("Failed to parse JSON: %d\n", r);
        return 1;
    }
    // 检查是否是JSON对象
    if (r < 1 || t[0].type != JSMN_OBJECT) {
        printf("Object expected\n");
        return 1;
    }
    // 遍历令牌，提取数据
    for (int i = 1; i < r; i++) {
        jsmn_tok_t *token = &t[i];
        if (token->type == JSMN_STRING) {
            // 如果是字符串键或值
            const char *key = JSON_STRING + t[i-1].start;
            const char *val = JSON_STRING + token->start;
            int len = token->end - token->start;
            if (strncmp(key, "\"name\"", t[i-1].end - t[i-1].start) == 0) {
                printf("Name: %.*s\n", len, val);
            } else if (strncmp(key, "\"age\"", t[i-1].end - t[i-1].start) == 0) {
                // 年龄是数字，但在这里被解析为字符串，需要额外处理
                printf("Age: %.*s\n", len, val);
            } else if (strncmp(key, "\"isStudent\"", t[i-1].end - t[i-1].start) == 0) {
                // 布尔值同理
                printf("IsStudent: %.*s\n", len, val);
            }
        } else if (token->type == JSMN_ARRAY) {
            // 处理数组
            printf("Courses: [");
            for (int j = i + 1; j < i + 1 + token->size; j++) {
                const char *course = JSON_STRING + t[j].start;
                printf("%.*s", t[j].end - t[j].start, course);
                if (j < i + token->size) printf(", ");
            }
            printf("]\n");
            // 跳过已处理的数组元素
            i += token->size;
        }
    }
    return 0;
}

分析：

• JSMN不创建任何动态内存分配,非常安全。
• 它返回一个jsmntok_t数组，每个token描述了JSON中的一个元素（对象、数组、字符串、数字等）及其在原始字符串中的位置。
• 开发者需要手动遍历这些token,并根据它们的类型和上下文来提取和转换数据，这就是“分开”的过程。

使用cJSON库——功能强大的选择

cJSON库提供了更高级的API,它会自动将JSON数据解析成树状结构，每个节点都是一个cJSON对象，开发者可以像操作链表或树一样方便地访问数据，无需关心底层token。

安装与准备

从GitHub克隆项目：

git clone https://github.com/DaveGamble/cJSON.git

编译并安装,或者直接将 cJSON.h 和 cJSON.c 加入你的项目。

解析JSON

cJSON的解析非常直观。

示例：解析同样的JSON对象

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    const char *JSON_STRING = "{ \"name\": \"John\", \"age\": 30, \"isStudent\": false, \"courses\": [\"Math\", \"Science\"] }";
    // 1. 解析JSON字符串，得到cJSON对象（根节点）
    cJSON *root = cJSON_Parse(JSON_STRING);
    if (root == NULL) {
        const char *error_ptr = cJSON_GetErrorPtr();
        if (error_ptr != NULL) {
            fprintf(stderr, "Error before: %s\n", error_ptr);
        }
        return 1;
    }
    // 2. 从根节点获取各个字段的值
    cJSON *name_item = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "name");
    if (cJSON_IsString(name_item) && (name_item->valuestring != NULL)) {
        printf("Name: %s\n", name_item->valuestring);
    }
    cJSON *age_item = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "age");
    if (cJSON_IsNumber(age_item)) {
        printf("Age: %d\n", age_item->valueint); // 使用valueint获取整数
    }
    cJSON *is_student_item = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "isStudent");
    if (cJSON_IsBool(is_student_item)) {
        printf("IsStudent: %s\n", cJSON_IsTrue(is_student_item) ? "true" : "false");
    }
    cJSON *courses_item = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "courses");
    if (cJSON_IsArray(courses_item)) {
        int course_count = cJSON_GetArraySize(courses_item);
        printf("Courses: [");
        for (int i = 0; i < course_count; i++) {
            cJSON *course = cJSON_GetArrayItem(courses_item, i);
            printf("\"%s\"", course->valuestring);
            if (i < course_count - 1) {
                printf(", ");
            }
        }
        printf("]\n");
    }
    // 3. 释放内存（非常重要！）
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

分析：

• cJSON_Parse() 将整个JSON字符串转换为一个cJSON对象树。
• cJSON_GetObjectItemCaseSensitive() 通过键名直接获取子节点，非常方便。
• cJSON_IsString(), cJSON_IsNumber() 等宏用于检查节点类型，确保安全访问。
• cJSON_GetArrayItem() 用于访问数组元素。
• 必须调用 cJSON_Delete(root) 来释放整个JSON树占用的内存，否则会造成内存泄漏。

生成JSON

cJSON不仅能解析,还能轻松生成JSON。

#include <stdio.h>
#include