JSON 數據格式

和 XML 一樣，JSON 也是基于純文本的數據格式。由于 JSON 天生是為 JavaScript 準備的，因此，JSON 的數據格式非常簡單，您可以用 JSON 傳輸一個簡單的 String，Number，Boolean，也可以傳輸一個數組，或者一個復雜的 Object 對象。

String，Number 和 Boolean 用 JSON 表示非常簡單。

例如，用 JSON 表示一個簡單的 String “ abc ”，其格式為：

"abc"

除了字符 “，，/ 和一些控制符（b，f，n，r，t）需要編碼外，其他 Unicode 字符可以直接輸出。下圖是一個 String 的完整表示結構：

1. String 的完整表示結構
2. String 的完整表示結構

一個 Number 可以根據整型或浮點數表示如下：

2. Number 的表示結構
3. Number 的表示結構

這與絕大多數編程語言的表示方法一致，例如：

12345（整數）
-3.9e10（浮點數）

Boolean 類型表示為 true 或 false 。此外，JavaScript 中的 null 被表示為 null，注意，true、false 和 null 都沒有雙引號，否則將被視為一個 String 。

JSON 還可以表示一個數組對象，使用 [] 包含所有元素，每個元素用逗號分隔，元素可以是任意的 Value，例如，以下數組包含了一個 String，Number，Boolean 和一個 null：

["abc",12345,false,null]

Object 對象在 JSON 中是用 {} 包含一系列無序的 Key-Value 鍵值對表示的，實際上此處的 Object 相當于 Java 中的 Map<String, Object>，而不是 Java 的 Class 。注意 Key 只能用 String 表示。

例如，一個 Address 對象包含如下 Key-Value：

city:Beijing
            street:Chaoyang Road
            postcode:100025（整數）

用 JSON 表示如下：

{"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}

其中 Value 也可以是另一個 Object 或者數組，因此，復雜的 Object 可以嵌套表示，例如，一個 Person 對象包含 name 和 address 對象，可以表示如下：

{"name":"Michael","address":
            {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}
            }

JavaScript 處理 JSON 數據

上面介紹了如何用 JSON 表示數據，接下來，我們還要解決如何在服務器端生成 JSON 格式的數據以便發送到客戶端，以及客戶端如何使用 JavaScript 處理 JSON 格式的數據。

我們先討論如何在 Web 頁面中用 JavaScript 處理 JSON 數據。我們通過一個簡單的 JavaScript 方法就能看到客戶端如何將 JSON 數據表示給用戶：

function handleJson() {
            var j={"name":"Michael","address":
            {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}
            };
            document.write(j.name);
            document.write(j.address.city);
            }

假定服務器返回的 JSON 數據是上文的：

{"name":"Michael","address":
            {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}
            }

只需將其賦值給一個 JavaScript 變量，就可以立刻使用該變量并更新頁面中的信息了，相比 XML 需要從 DOM 中讀取各種節點而言，JSON 的使用非常容易。我們需要做的僅僅是發送一個 Ajax 請求，然后將服務器返回的 JSON 數據賦值給一個變量即可。有許多 Ajax 框架早已包含了處理 JSON 數據的能力，例如 Prototype（一個流行的 JavaScript 庫：http://prototypejs.org）提供了 evalJSON() 方法，能直接將服務器返回的 JSON 文本變成一個 JavaScript 變量：

new Ajax.Request("http://url", {
            method: "get",
            onSuccess: function(transport) {
            var json = transport.responseText.evalJSON();
            // TODO: document.write(json.xxx);
            }
            });

服務器端輸出 JSON 格式數據

下面我們討論如何在服務器端輸出 JSON 格式的數據。以 Java 為例，我們將演示將一個 Java 對象編碼為 JSON 格式的文本。

將 String 對象編碼為 JSON 格式時，只需處理好特殊字符即可。另外，必須用 (“) 而非 (’) 表示字符串：

 static String string2Json(String s) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder(s.length()+20);
    sb.append('"');
    for (int i=0; i<s.length(); i++) {
    char c = s.charAt(i);
    switch (c) {
    case '"':
    sb.append("\"");
    break;
    case '\':
    sb.append("\\");
    break;
    case '/':
    sb.append("\/");
    break;
    case 'b':
    sb.append("\b");
    break;
    case 'f':
    sb.append("\f");
    break;
    case 'n':
    sb.append("\n");
    break;
    case 'r':
    sb.append("\r");
    break;
    case 't':
    sb.append("\t");
    break;
    default:
    sb.append(c);
    }
    }
    sb.append('"');
    return sb.toString();
    }
    

將 Number 表示為 JSON 就容易得多，利用 Java 的多態，我們可以處理 Integer，Long，Float 等多種 Number 格式：

   static String number2Json(Number number) {
        return number.toString();
        }
        

Boolean 類型也可以直接通過 toString() 方法得到 JSON 的表示：

static String boolean2Json(Boolean bool) {
    return bool.toString();
    }
    

要將數組編碼為 JSON 格式，可以通過循環將每一個元素編碼出來：

static String array2Json(Object[] array) {
if (array.length==0)
return "[]";
StringBuilder sb = new StringBuilder(array.length << 4);
sb.append('[');
for (Object o : array) {
sb.append(toJson(o));
sb.append(',');
}
// 將最后添加的 ',' 變為 ']':
sb.setCharAt(sb.length()-1, ']');
return sb.toString();
}

最后，我們需要將 Map<String, Object> 編碼為 JSON 格式，因為 JavaScript 的 Object 實際上對應的是 Java 的 Map<String, Object> 。該方法如下：

   static String map2Json(Map<String, Object> map) {
    if (map.isEmpty())
    return "{}";
    StringBuilder sb = new StringBuilder(map.size() << 4);
    sb.append('{');
    Set<String> keys = map.keySet();
    for (String key : keys) {
    Object value = map.get(key);
    sb.append('"');
    sb.append(key);
    sb.append('"');
    sb.append(':');
    sb.append(toJson(value));
    sb.append(',');
    }
    // 將最后的 ',' 變為 '}':
    sb.setCharAt(sb.length()-1, '}');
    return sb.toString();
    }
    

為了統一處理任意的 Java 對象，我們編寫一個入口方法 toJson(Object)，能夠將任意的 Java 對象編碼為 JSON 格式：

   public static String toJson(Object o) {
        if (o==null)
        return "null";
        if (o instanceof String)
        return string2Json((String)o);
        if (o instanceof Boolean)
        return boolean2Json((Boolean)o);
        if (o instanceof Number)
        return number2Json((Number)o);
        if (o instanceof Map)
        return map2Json((Map<String, Object>)o);
        if (o instanceof Object[])
        return array2Json((Object[])o);
        throw new RuntimeException("Unsupported type: " + o.getClass().getName());
        }
        

我們并未對 Java 對象作嚴格的檢查。不被支持的對象（例如 List）將直接拋出 RuntimeException 。此外，為了保證輸出的 JSON 是有效的，Map<String, Object> 對象的 Key 也不能包含特殊字符。細心的讀者可能還會發現循環引用的對象會引發無限遞歸，例如，精心構造一個循環引用的 Map，就可以檢測到 StackOverflowException：

  @Test(expected=StackOverflowError.class)
    public void testRecurrsiveMap2Json() {
    Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
    map.put("key", map);
    JsonUtil.map2Json(map);
    }

好在服務器處理的 JSON 數據最終都應該轉化為簡單的 JavaScript 對象，因此，遞歸引用的可能性很小。

最后，通過 Servlet 或 MVC 框架輸出 JSON 時，需要設置正確的 MIME 類型（application/json）和字符編碼。假定服務器使用 UTF-8 編碼，則可以使用以下代碼輸出編碼后的 JSON 文本：

response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
    response.setCharacterEncoding("UTF-8");
    PrintWriter pw = response.getWriter();
    pw.write(JsonUtil.toJson(obj));
    pw.flush();
    

小結

JSON 已經是 JavaScript 標準的一部分。目前，主流的瀏覽器對 JSON 支持都非常完善。應用 JSON，我們可以從 XML 的解析中擺脫出來，對那些應用 Ajax 的 Web 2.0 網站來說，JSON 確實是目前最靈活的輕量級方案。