c中如何用json数据

在C语言中处理JSON数据：实用指南

JSON（JavaScript Object Notation）作为一种轻量级的数据交换格式，因其易读性和跨语言兼容性，已成为现代软件开发中数据存储与传输的主流选择，C语言作为一门接近底层的语言，本身并不内置JSON解析库，开发者需要借助第三方库来处理JSON数据，本文将详细介绍如何在C语言中使用JSON数据，包括常用库的选择、数据解析、构建、读写及错误处理等核心环节。

选择合适的JSON库

在C语言生态中，有多种成熟的JSON库可供选择，以下是几款主流库的特点及适用场景：

cJSON

• 特点：轻量级、单文件实现（仅需cJSON.h和cJSON.c）、API简单易用，适合嵌入式系统或对资源要求较高的场景。
• 支持功能：JSON解析、构建、遍历、修改及序列化/反序列化。
• GitHub地址：https://github.com/DaveGamble/cJSON

Jansson

• 特点：功能丰富、类型安全、支持UTF-8，提供更完善的错误处理机制，适合复杂JSON场景。
• 依赖：需C99标准支持，部分平台依赖pkg-config。
• GitHub地址：https://github.com/akheron/jansson

YAJL（Yet Another JSON Library）

• 特点：流式解析（适合大文件）、低内存占用，常用于需要逐块解析JSON的场景（如网络数据流）。
• GitHub地址：https://github.com/lloyd/yajl

ujson

• 特点：高性能，基于SIMD指令优化，适合需要快速解析/生成JSON的高性能场景。
• 限制：API相对复杂，依赖较新的编译器特性。

推荐选择：对于初学者或中小型项目，cJSON是最优选择；若需更健壮的错误处理或流式解析，可考虑Jansson或YAJL，本文以cJSON为例展开讲解。

使用cJSON解析JSON数据

安装与集成

cJSON采用单文件设计，只需下载cJSON.h和cJSON.c，将其添加到项目中即可，若使用CMake，可通过add_subdirectory(cJSON)集成；若使用Makefile，直接编译时包含cJSON.c：

gcc -o demo demo.c cJSON.c -lm

解析JSON字符串

假设有以下JSON字符串，需解析其中的字段：

{
    "name": "Alice",
    "age": 25,
    "isStudent": true,
    "courses": ["Math", "Physics"],
    "address": {
        "city": "Beijing",
        "zip": 100000
    }
}

示例代码：解析JSON

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    const char *json_str = "{"
                           "\"name\": \"Alice\","
                           "\"age\": 25,"
                           "\"isStudent\": true,"
                           "\"courses\": [\"Math\", \"Physics\"],"
                           "\"address\": {"
                           "    \"city\": \"Beijing\","
                           "    \"zip\": 100000"
                           "}"
                           "}";
    // 1. 解析JSON字符串
    cJSON *root = cJSON_Parse(json_str);
    if (!root) {
        printf("Error parsing JSON: %s\n", cJSON_GetErrorPtr());
        return 1;
    }
    // 2. 获取字符串字段（name）
    cJSON *name = cJSON_GetObjectItem(root, "name");
    if (cJSON_IsString(name)) {
        printf("Name: %s\n", name->valuestring);
    }
    // 3. 获取数字字段（age）
    cJSON *age = cJSON_GetObjectItem(root, "age");
    if (cJSON_IsNumber(age)) {
        printf("Age: %d\n", age->valueint);
    }
    // 4. 获取布尔字段（isStudent）
    cJSON *is_student = cJSON_GetObjectItem(root, "isStudent");
    if (cJSON_IsBool(is_student)) {
        printf("Is Student: %s\n", cJSON_IsTrue(is_student) ? "true" : "false");
    }
    // 5. 获取数组字段（courses）
    cJSON *courses = cJSON_GetObjectItem(root, "courses");
    if (cJSON_IsArray(courses)) {
        printf("Courses: ");
        cJSON *course = NULL;
        cJSON_ArrayForEach(course, courses) {
            if (cJSON_IsString(course)) {
                printf("%s ", course->valuestring);
            }
        }
        printf("\n");
    }
    // 6. 获取嵌套对象（address）
    cJSON *address = cJSON_GetObjectItem(root, "address");
    if (cJSON_IsObject(address)) {
        cJSON *city = cJSON_GetObjectItem(address, "city");
        cJSON *zip = cJSON_GetObjectItem(address, "zip");
        if (cJSON_IsString(city) && cJSON_IsNumber(zip)) {
            printf("Address: %s, %d\n", city->valuestring, zip->valueint);
        }
    }
    // 7. 释放JSON对象（避免内存泄漏）
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

关键步骤说明：

• cJSON_Parse()：将JSON字符串解析为cJSON对象树，失败时返回NULL，可通过cJSON_GetErrorPtr()获取错误信息。
• cJSON_GetObjectItem()：从对象中按key获取cJSON节点，若key不存在则返回NULL。
• 类型判断：需通过cJSON_IsString()、cJSON_IsNumber()等宏确认节点类型，避免直接访问valuestring/valueint导致未定义行为。
• cJSON_ArrayForEach()：遍历数组节点的便捷宏。
• cJSON_Delete()：释放整个cJSON对象树及其所有子节点，必须调用,否则会导致内存泄漏。

构建JSON数据

除了解析，cJSON还支持动态构建JSON对象，以下示例演示如何构建与上述示例相同的JSON数据：

示例代码：构建JSON

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    // 1. 创建根对象（JSON对象）
    cJSON *root = cJSON_CreateObject();
    if (!root) {
        printf("Failed to create root object\n");
        return 1;
    }
    // 2. 添加字符串字段（name）
    cJSON_AddStringToObject(root, "name", "Alice");
    // 3. 添加数字字段（age）
    cJSON_AddNumberToObject(root, "age", 25);
    // 4. 添加布尔字段（isStudent）
    cJSON_AddBoolToObject(root, "isStudent, cJSON_True);
    // 5. 添加数组字段（courses）
    cJSON *courses = cJSON_CreateArray();
    cJSON_AddItemToArray(courses, cJSON_CreateString("Math"));
    cJSON_AddItemToArray(courses, cJSON_CreateString("Physics"));
    cJSON_AddItemToObject(root, "courses", courses);
    // 6. 添加嵌套对象（address）
    cJSON *address = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddStringToObject(address, "city", "Beijing");
    cJSON_AddNumberToObject(address, "zip", 100000);
    cJSON_AddItemToObject(root, "address", address);
    // 7. 生成JSON字符串（格式化/非格式化）
    char *json_str = cJSON_Print(root);        // 非格式化（无缩进）
    // char *json_str = cJSON_PrintPretty(root); // 格式化（带缩进）
    printf("Generated JSON:\n%s\n", json_str);
    // 8. 释放内存
    free(json_str);    // cJSON_Print返回的字符串需手动释放
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

关键API说明：

• cJSON_CreateObject()/cJSON_CreateArray()：创建JSON对象/数组节点。
• cJSON_AddStringToObject()/cJSON_AddNumberToObject()：向对象中添加键值对。
• cJSON_AddItemToArray()：向数组中添加子节点（需先创建子节点）。
• cJSON_Print()/cJSON_PrintPretty()：将cJSON对象序列化为JSON字符串，前者返回紧凑格式，后者返回带缩进的易读格式，返回的字符串需用free()释放。

读写JSON文件

实际开发中，JSON数据常存储在文件中，以下是读写JSON文件的示例：

从文件读取JSON

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
cJSON *load_json_from