c怎么将数据转成json

C语言如何将数据转换为JSON格式

在软件开发中，JSON（JavaScript Object Notation）因其轻量级、易读性和广泛的语言支持，成为数据交换的主流格式，C语言作为底层编程语言，本身没有内置的JSON处理库，因此需要借助第三方库来实现数据到JSON的转换，本文将详细介绍在C语言中常用的JSON库（如cJSON、Jansson）及其使用方法,帮助开发者高效完成数据序列化任务。

为什么需要将C数据转为JSON？

C语言常用于系统开发、嵌入式编程等场景，其数据结构（如结构体、数组、基本类型）与JSON的键值对、数组形式天然匹配，将C数据转为JSON的主要目的包括：

1. 跨语言通信：JSON是Web API、微服务等场景的标准数据格式，C程序可通过JSON与其他语言（如Python、Java）交互。
2. 数据持久化：将内存中的数据结构以JSON格式存储到文件或数据库，便于后续读取和调试。
3. 配置管理：JSON配置文件结构清晰，比纯文本或二进制更易维护，C程序可通过解析JSON加载配置。

常用JSON库对比

在C语言中，处理JSON的第三方库较多,以下是几个主流库的特点及适用场景：

cJSON因轻量和易用性成为初学者的首选,本文将以cJSON为例展开讲解。

使用cJSON将C数据转为JSON

cJSON是一个开源的C语言JSON解析器，仅包含一个cJSON.h头文件和cJSON.c源文件，无需额外依赖，其核心思想是：将C数据结构（如结构体、数组、基本类型）映射为cJSON对象（cJSON*），再通过cJSON_Print()等方法生成JSON字符串。

环境准备

首先下载cJSON源码（从GitHub仓库获取），将cJSON.h和cJSON.c放到项目中，并编译时包含源文件：

gcc your_program.c cJSON.c -o your_program -lm

基本数据类型转换

cJSON通过不同的cJSON_Create*函数创建JSON节点，支持以下基本类型：

示例：创建包含基本类型的JSON对象

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    // 创建JSON对象（相当于JSON的 {}）
    cJSON *root = cJSON_CreateObject();
    // 添加键值对（基本类型）
    cJSON_AddStringToObject(root, "name", "Alice");    // 字符串
    cJSON_AddNumberToObject(root, "age", 25);          // 数字（int/double）
    cJSON_AddBoolToObject(root, "is_student", cJSON_True); // 布尔值
    cJSON_AddNullToObject(root, "address");             // NULL值
    // 生成JSON字符串（格式化输出）
    char *json_str = cJSON_Print(root);
    printf("JSON字符串:\n%s\n", json_str);
    // 释放内存（cJSON需要手动释放所有创建的对象）
    free(json_str);
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

输出结果：

{
    "name":      "Alice",
    "age":       25,
    "is_student": true,
    "address":   null
}

数组和嵌套对象转换

JSON的数组和嵌套对象通过cJSON_CreateArray()和cJSON_AddItemToObject()实现。

示例：创建包含数组和嵌套对象的JSON

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    cJSON *root = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddStringToObject(root, "user", "Bob");
    // 创建数组（JSON的 []）
    cJSON *hobbies = cJSON_CreateArray();
    cJSON_AddItemToArray(hobbies, cJSON_CreateString("reading"));
    cJSON_AddItemToArray(hobbies, cJSON_CreateString("coding"));
    cJSON_AddItemToArray(hobbies, cJSON_CreateString("gaming"));
    cJSON_AddItemToObject(root, "hobbies", hobbies); // 将数组添加到root
    // 创建嵌套对象
    cJSON *contact = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddStringToObject(contact, "email", "bob@example.com");
    cJSON_AddNumberToObject(contact, "phone", 1234567890);
    cJSON_AddItemToObject(root, "contact", contact);
    // 生成JSON字符串（紧凑格式，无多余空格）
    char *json_str = cJSON_PrintUnformatted(root);
    printf("紧凑JSON字符串:\n%s\n", json_str);
    // 释放内存
    free(json_str);
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

输出结果：

{"user":"Bob","hobbies":["reading","coding","gaming"],"contact":{"email":"bob@example.com","phone":1234567890}}

自定义结构体转JSON

实际开发中，常需要将自定义结构体转为JSON，通过遍历结构体字段，逐个添加到cJSON对象即可。

示例：学生结构体转JSON

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "cJSON.h"
// 定义学生结构体
typedef struct {
    char name[50];
    int age;
    float score;
    cJSON *courses; // 用cJSON数组存储课程
} Student;
// 创建学生JSON对象
cJSON *create_student_json(const Student *s) {
    cJSON *student_json = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddStringToObject(student_json, "name", s->name);
    cJSON_AddNumberToObject(student_json, "age", s->age);
    cJSON_AddNumberToObject(student_json, "score", s->score);
    cJSON_AddItemToObject(student_json, "courses", s->courses); // 直接使用传入的courses
    return student_json;
}
int main() {
    // 初始化学生数据
    Student student;
    strcpy(student.name, "Charlie");
    student.age = 20;
    student.score = 85.5;
    // 创建课程数组
    cJSON *courses = cJSON_CreateArray();
    cJSON_AddItemToArray(courses, cJSON_CreateString("Math"));
    cJSON_AddItemToArray(courses, cJSON_CreateString("Physics"));
    cJSON_AddItemToArray(courses, cJSON_CreateString("C Programming"));
    student.courses = courses;
    // 转换为JSON
    cJSON *root = create_student_json(&student);
    char *json_str = cJSON_Print(root);
    printf("学生JSON:\n%s\n", json_str);
    // 释放内存
    free(json_str);
    cJSON_Delete(root);
    cJSON_Delete(courses); // 释放courses数组
    return 0;
}

输出结果：

{
    "name": "Charlie",
    "age": 20,
    "score": 85.5,
    "courses": [
        "Math",
        "Physics",
        "C Programming"
    ]
}

JSON字符串的释放与错误处理

cJSON的所有动态分配内存都需要手动释放，否则会导致内存泄漏，释放顺序需与创建顺序相反：

cJSON *root = cJSON_CreateObject();
// ... 添加节点
char *json_str = cJSON_Print(root);
free(json_str); // 先释放JSON字符串
cJSON_Delete(root); // 再释放cJSON对象

错误处理方面，cJSON的Create*函数在内存不足时会返回NULL，使用时需检查：

cJSON *root = cJSON_CreateObject();
if (!root) {
    fprintf(stderr, "创建JSON对象失败\n");
    return -1;
}

进阶：使用Jansson库（推荐生产环境）

cJSON虽轻量，但在复杂场景（如大JSON、严格格式校验）下功能有限。Jansson是另一个高性能JSON库，支持完整的JSON标准（如Unicode、数字精度），且API更规范,以下简要介绍Jansson的使用：

安装Jansson

Linux系统可通过包管理器安装：

sudo apt-get install libjansson-dev  # Debian/Ubuntu

编译时链接