c如何读写json格式

C语言中JSON数据的读写：方法与实践**

JSON（JavaScript Object Notation）作为一种轻量级的数据交换格式，因其易于人阅读和编写，也易于机器解析和生成，在现代软件开发中得到了广泛应用，C语言本身并没有内置对JSON格式的原生支持，因此我们需要借助第三方库来实现JSON数据的读写，本文将介绍在C语言中常用的JSON读写库及其基本使用方法。

选择合适的JSON库

在C语言生态中,有多种优秀的JSON库可供选择，它们各有特点：

cJSON：一个非常流行、轻量级、单文件的C库，它易于集成，API简单直观，适合中小型项目和对性能有一定要求但不需要复杂功能的场景。
Jansson：功能更丰富，提供严格的JSON类型检查，支持错误处理，API设计也比较现代化，对于需要更健壮JSON处理的场合是一个不错的选择。
ujson：以高性能著称，采用流式解析，适合处理大型JSON文件或对解析速度有极致要求的场景。
YAJL (Yet Another JSON Library)：也是一个轻量级的事件驱动的JSON解析器，支持流式解析和生成。

对于初学者和大多数应用场景,cJSON因其简单易用而广受欢迎，本文将以cJSON为例，详细介绍如何在C语言中读写JSON数据。

使用cJSON读写JSON数据

你需要获取cJSON库,通常可以从其GitHub仓库（https://github.com/DaveGamble/cJSON）下载，它通常只有一个cJSON.h头文件和一个cJSON.c实现文件，以及一个LICENSE文件。

集成cJSON：将下载的cJSON.h和cJSON.c文件添加到你的C项目中，在编译时，记得将cJSON.c一同编译。
包含头文件：在你的C源文件中，包含cJSON的头文件：
```
#include "cJSON.h"
```

写入JSON数据（生成JSON字符串）

生成JSON数据的基本步骤是：

创建JSON对象（cJSON_CreateObject()）或JSON数组（cJSON_CreateArray()）。
向对象中添加键值对（cJSON_AddStringToObject(), cJSON_AddNumberToObject(), cJSON_AddItemToObject()等）。
向数组中添加元素（cJSON_AddItemToArray()）。
将JSON对象或数组转换为字符串（cJSON_Print() 或 cJSON_PrintUnformatted()）。
使用完毕后,释放JSON对象内存（cJSON_Delete()），避免内存泄漏。

示例：创建一个简单的JSON对象并转换为字符串

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    // 1. 创建一个JSON对象
    cJSON *root = cJSON_CreateObject();
    if (root == NULL) {
        printf("Failed to create JSON object.\n");
        return -1;
    }
    // 2. 向JSON对象中添加键值对
    cJSON_AddStringToObject(root, "name", "John Doe");
    cJSON_AddNumberToObject(root, "age", 30);
    cJSON_AddBoolToObject(root, "isStudent", cJSON_False);
    // 3. 创建一个嵌套的JSON数组
    cJSON *hobbies_array = cJSON_CreateArray();
    cJSON_AddItemToObject(root, "hobbies", hobbies_array);
    cJSON_AddItemToArray(hobbies_array, cJSON_CreateString("Reading"));
    cJSON_AddItemToArray(hobbies_array, cJSON_CreateString("Gaming"));
    cJSON_AddItemToArray(hobbies_array, cJSON_CreateString("Coding"));
    // 4. 将JSON对象转换为格式化的字符串
    char *json_string = cJSON_Print(root);
    if (json_string == NULL) {
        printf("Failed to print JSON object.\n");
        cJSON_Delete(root);
        return -1;
    }
    printf("Generated JSON:\n%s\n", json_string);
    // 5. 释放内存
    free(json_string); // cJSON_Print返回的字符串需要手动free
    cJSON_Delete(root); // 释放JSON对象及其所有子项
    return 0;
}

输出示例：

Generated JSON:
{
    "name": "John Doe",
    "age": 30,
    "isStudent": false,
    "hobbies": [
        "Reading",
        "Gaming",
        "Coding"
    ]
}

读取JSON数据（解析JSON字符串）

解析JSON数据的基本步骤是：

使用cJSON_Parse()函数将JSON字符串解析为cJSON对象。
通过cJSON_GetObjectItem()或cJSON_GetArrayItem()等函数根据键名或索引获取JSON对象或数组。
获取对应值的类型,并使用相应的cJSON_IsXxx()和cJSON_GetXxxValue()函数获取具体值（如cJSON_IsString(), cJSON_GetStringValue()）。
使用完毕后,释放解析后的cJSON对象内存（cJSON_Delete()）。

示例：解析上面的JSON字符串

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "cJSON.h"
void parse_json(const char *json_string) {
    // 1. 解析JSON字符串
    cJSON *root = cJSON_Parse(json_string);
    if (root == NULL) {
        printf("Error before: [%s]\n", cJSON_GetErrorPtr());
        return;
    }
    // 2. 获取对象中的值
    cJSON *name_item = cJSON_GetObjectItem(root, "name");
    cJSON *age_item = cJSON_GetObjectItem(root, "age");
    cJSON *is_student_item = cJSON_GetObjectItem(root, "isStudent");
    cJSON *hobbies_item = cJSON_GetObjectItem(root, "hobbies");
    if (cJSON_IsString(name_item) && cJSON_IsNumber(age_item) && cJSON_IsBool(is_student_item) && cJSON_IsArray(hobbies_item)) {
        printf("Name: %s\n", name_item->valuestring);
        printf("Age: %d\n", age_item->valueint);
        printf("Is Student: %s\n", cJSON_IsTrue(is_student_item) ? "true" : "false");
        // 3. 遍历数组
        int array_size = cJSON_GetArraySize(hobbies_item);
        printf("Hobbies (%d):\n", array_size);
        for (int i = 0; i < array_size; i++) {
            cJSON *hobby_item = cJSON_GetArrayItem(hobbies_item, i);
            if (cJSON_IsString(hobby_item)) {
                printf("  - %s\n", hobby_item->valuestring);
            }
        }
    } else {
        printf("Invalid JSON structure or types.\n");
    }
    // 4. 释放内存
    cJSON_Delete(root);
}
int main() {
    const char *json_string = "{\"name\":\"John Doe\",\"age\":30,\"isStudent\":false,\"hobbies\":[\"Reading\",\"Gaming\",\"Coding\"]}";
    parse_json(json_string);
    return 0;
}

输出示例：

Name: John Doe
Age: 30
Is Student: false
Hobbies (3):
  - Reading
  - Gaming
  - Coding

错误处理

在使用cJSON等库时,错误处理非常重要。cJSON_Parse()在遇到无效的JSON格式时会返回NULL，此时可以通过cJSON_GetErrorPtr()获取错误发生的位置，对于添加项、创建对象等操作，也应检查返回值是否为NULL，以避免空指针解引用。

其他注意事项

内存管理：cJSON库中所有通过cJSON_CreateXxx()创建的JSON对象都需要通过cJSON_Delete()来释放，包括其所有子项，通过cJSON_Print()等函数获取的字符串也需要调用free()释放。
线程安全：cJSON库本身不是线程安全的，如果在多线程环境中使用，需要确保对cJSON对象的操作是互斥的，或者每个线程使用独立的cJSON对象。
性能考虑：对于非常大的JSON文件，cJSON会将整个JSON树加载到内存中，这可能会消耗较多内存，此时可以考虑使用ujson或YAJL等支持流式解析的库。

在C语言中处理JSON数据,选择合适的第三方库是关键，cJSON以其轻量、易用的特点成为许多开发者的首选，通过其创建、添加、查询和删除JSON元素的基本API，以及正确的内存管理和错误处理机制，我们就可以在C语言项目中灵活地读写JSON格式数据，实现与其他系统或服务的数据交互，根据项目具体需求，也可以评估Jansson等其他库，选择最适合的解决方案。