C語言中一種cJSON與結(jié)構(gòu)體互轉(zhuǎn)的方法
前言
json是目前最為流行的文本數(shù)據(jù)傳輸格式，特別是在網(wǎng)絡(luò)通信上廣泛應(yīng)用，隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，在嵌入式設(shè)備上，也需要開始使用json進行數(shù)據(jù)傳輸，那么，如何快速簡潔地用C語言進行json的序列化和反序列化呢？
當前，應(yīng)用最廣泛的C語言json解析庫當屬cJSON，但是，使用cJSON讀json進行序列化和反序列化，需要根據(jù)key一個一個進行處理，會導致代碼冗余，邏輯性不強，哪有沒有更好的方法呢？
思路
在Android平臺，一般會使用gson等工具解析json，這些工具將json直接映射成對象，在C語言上使用對象的概念，我們需要借助結(jié)構(gòu)體，然而，最大的問題在于，C語言沒有高級語言具有的反射機制，直接從json映射到結(jié)構(gòu)體對象幾乎是不可能的。
怎么解決呢，既然C語言沒有反射機制，那么我們可以自己定義一套類似于反射的機制，這里我將其稱之為結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)模型，在數(shù)據(jù)模型中，我們需要準確地描述結(jié)構(gòu)體的特征，包括結(jié)構(gòu)體各成員的名稱，類型，在結(jié)構(gòu)體中的偏移。
有了這些，我們可以在解析josn的時候，將解析得到的數(shù)據(jù)直接寫入到對應(yīng)的內(nèi)存里面去，或者是在序列化的時候，直接從對應(yīng)的內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，進行處理。
實現(xiàn)
CSON正是采用上面說到的思路，使用數(shù)據(jù)模型對結(jié)構(gòu)體進行描述，然后基于cJSON，根據(jù)數(shù)據(jù)模型進行解析，將解析得到的數(shù)據(jù)直接寫入到對應(yīng)的內(nèi)存區(qū)域，從而實現(xiàn)從json到結(jié)構(gòu)體對象的映射。
CSON最基本的數(shù)據(jù)模型定義如下：
typedef struct cson_model
{
CsonType type; /**< 數(shù)據(jù)類型 */
char *key; /**< 元素鍵值 */
short offset; /**< 元素偏移 */
} CsonModel;通過type描述結(jié)構(gòu)體成員的數(shù)據(jù)類型，key描述該成員在json中對應(yīng)的字段，offset描述該結(jié)構(gòu)體成員在結(jié)構(gòu)體中的偏移，CSON在解析json的時候，根據(jù)type調(diào)用相應(yīng)的cJSON API并傳遞key作為參數(shù)，得到解析出的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)offset將數(shù)據(jù)寫入到對應(yīng)的內(nèi)存空間。
比如說這樣一個結(jié)構(gòu)體：
struct project
{
int id;
char *name;
}該結(jié)構(gòu)體包含兩個成員，對于成員id，我們使用數(shù)據(jù)模型對其進行描述：
{.type=CSON_TYPE_CHAR, key="id", offset=0}對于結(jié)構(gòu)體的每個成員，都進行數(shù)據(jù)模型的定義，就可以得到一個完整的結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)模型，CSON會根據(jù)這個模型，進行解析。
因為是通過直接寫內(nèi)存的方式，所以在寫不同類型的量到內(nèi)存中時，會多次用到強制轉(zhuǎn)型，導致CSON中賦值的代碼都類似于：
*(int *)((int)obj + model[i].offset) = (int)csonDecodeNumber(json, model[i].key);當然，上面說到的數(shù)據(jù)模型，只適用于基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)，對于子結(jié)構(gòu)體，鏈表，數(shù)組等，需要對數(shù)據(jù)模型的定義進行擴充，有興趣的朋友可以直接閱讀CSON源碼。
CSON使用實例
(1) 聲明結(jié)構(gòu)體：
/** 項目結(jié)構(gòu)體 */
struct project
{
int id;
char *name;
};
/** 倉庫結(jié)構(gòu)體 */
struct hub
{
int id;
char *user;
struct project *cson;
};(2) 定義數(shù)據(jù)模型：
對每一個需要使用cson的結(jié)構(gòu)體，都需要定義相對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型
/** 項目結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)模型 */
CsonModel projectModel[] =
{
CSON_MODEL_OBJ(struct project),
CSON_MODEL_INT(struct project, id),
CSON_MODEL_STRING(struct project, name),
};
/** 倉庫結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)模型 */
CsonModel hubModel[] =
{
CSON_MODEL_OBJ(struct hub),
CSON_MODEL_INT(struct hub, id),
CSON_MODEL_STRING(struct hub, user),
CSON_MODEL_STRUCT(struct hub, cson, projectModel, sizeof(projectModel)/sizeof(CsonModel))
};(3) 使用CSON解析：
只需要定義好數(shù)據(jù)模型，就可以使用CSON讀json進行序列化和反序列化
void csonDemo(void)
{
char *jsonDemo = "{\"id\": 1, \"user\": \"Letter\", \"cson\": {\"id\": 2, \"name\": \"cson\"}}";
/** 解析json */
struct hub *pHub = csonDecode(jsonDemo, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));
printf("hub: id: %d, user: %s, project id: %d, project name: %s\r\n",
pHub->id, pHub->user, pHub->cson->id, pHub->cson->name);
/** 序列化對象 */
char *formatJson = csonEncodeFormatted(pHub, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));
printf("format json: %s\r\n", formatJson);
/** 釋放結(jié)構(gòu)體對象 */
csonFree(pHub, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));
/** 釋放序列化生成的json字符串 */
csonFreeJson(formatJson);
}運行結(jié)果：
hub: id: 1, user: Letter, project id: 2, project name: cson
format json: {
"id": 1,
"user": "Letter",
"cson": {
"id": 2,
"name": "cson"
}
}可以看到，無論是解析json，還是序列化結(jié)構(gòu)體到j(luò)son，在使用CSON的情況下，都只需要一行代碼就可以解決，同樣的操作，在使用原生cJSON的情況下，你可能需要多次判斷，解析元素。
