iOS - JSON 数据解析
前言
NS_CLASS_AVAILABLE(10_7, 5_0) @interface NSJSONSerialization : NSObject
@available(iOS 5.0, *) public class NSJSONSerialization : NSObject1、JSON 数据
- JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式。它基于 ECMAScript 的一个子集。JSON 采用完全独立于语言的文本格式，但是也使用了类似于 C 语言家族的习惯（包括 C、C++、 C#、Java、JavaScript、Perl、Python 等）。这些特性使 JSON 成为理想的数据交换语言。易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成（一般用于提升网络传输速率）。
1.1 JSON 语法规则
- JSON 语法是 JavaScript 对象表示语法的子集。
- 数据在键值对中
- 数据由逗号分隔
- 花括号保存对象
- 方括号保存数组
1.2 JSON 基础结构
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JSON 结构有两种，JSON 简单说就是 javascript 中的对象和数组，所以这两种结构就是对象和数组两种结构，通过这两种结构可以表示各种复杂的结构。
- 1、对象：对象在 JSON 中表示为 “{}” 括起来的内容，数据结构为 {key：value, key：value, ...} 的键值对的结构，在面向对象的语言中，key 为对象的属性，value 为对应的属性值，所以很容易理解，取值方法为 对象[key] 获取属性值，这个属性值的类型可以是数字、字符串、数组、对象几种。
- 2、数组：数组在 JSON 中表示为 “[]” 括起来的内容，数据结构为 ["java", "javascript", "vb", ...]，取值方式和所有语言中一样，使用索引获取。字段值的类型可以是 数字、字符串、数组、对象几种。
1.3 JSON 名称/值对
- JSON 数据的书写格式是：名称/值对。
- 名称/值对组合中的名称写在前面（在双引号中），值对写在后面(同样在双引号中)，中间用冒号隔开："firstName":"John"
1.4 JSON 值
- JSON 值可以是：
- 数字（整数或浮点数）
- 字符串（在双引号中）
- 逻辑值（true 或 false）
- 数组（在方括号中）
- 对象（在花括号中）
- null
1.5 JSON 基础示例
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简单地说，JSON 可以将 JavaScript 对象中表示的一组数据转换为字符串，然后就可以在函数之间轻松地传递这个字符串，或者在异步应用程序中将字符串从 Web 客户机传递给服务器端程序。这个字符串看起来有点儿古怪，但是 JavaScript 很容易解释它，而且 JSON 可以表示比 "名称/值对" 更复杂的结构。例如，可以表示数组和复杂的对象，而不仅仅是键和值的简单列表。
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1、表示名称/值对:
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按照最简单的形式，可以用下面这样的 JSON 表示 "名称/值对"：
{"firstName":"Brett"} -
这个示例非常基本，而且实际上比等效的纯文本 "名称/值对" 占用更多的空间：
firstName=Brett -
但是，当将多个 "名称/值对" 串在一起时，JSON 就会体现出它的价值了。首先，可以创建包含多个 "名称/值对" 的记录，比如：
{"firstName":"Brett", "lastName":"McLaughlin", "email":"aaaa"} -
从语法方面来看，这与 "名称/值对" 相比并没有很大的优势，但是在这种情况下 JSON 更容易使用，而且可读性更好。例如，它明确地表示以上三个值都是同一记录的一部分；花括号使这些值有了某种联系。
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2、表示数组
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当需要表示一组值时，JSON 不但能够提高可读性，而且可以减少复杂性。例如，假设您希望表示一个人名列表。在 XML 中，需要许多开始标记和结束标记；如果使用典型的 "名称/值对"（就像在本系列前面文章中看到的那种名 "名称/值对"），那么必须建立一种专有的数据格式，或者将键名称修改为 person1-firstName 这样的形式。如果使用 JSON，就只需将多个带花括号的记录分组在一起：
{ "people":[ {"firstName":"Brett", "lastName":"McLaughlin", "email":"aaaa"}, {"firstName":"Jason", "lastName":"Hunter", "email":"bbbb"}, {"firstName":"Elliotte", "lastName":"Harold", "email":"cccc"} ] } -
这不难理解。在这个示例中，只有一个名为 people 的变量，值是包含三个条目的数组，每个条目是一个人的记录，其中包含名、姓和电子邮件地址。上面的示例演示如何用括号将记录组合成一个值。当然，可以使用相同的语法表示多个值（每个值包含多个记录）：
{ "programmers":[ {"firstName": "Brett", "lastName": "McLaughlin", "email": "aaaa"}, {"firstName": "Jason", "lastName": "Hunter", "email": "bbbb"}, {"firstName": "Elliotte", "lastName": "Harold", "email": "cccc"} ], "authors":[ {"firstName": "Isaac", "lastName": "Asimov", "genre": "sciencefiction"}, {"firstName": "Tad", "lastName": "Williams", "genre": "fantasy"}, {"firstName": "Frank", "lastName": "Peretti", "genre": "christianfiction" } ], "musicians":[ {"firstName": "Eric", "lastName": "Clapton", "instrument": "guitar"}, {"firstName": "Sergei", "lastName": "Rachmaninoff", "instrument": "piano" } ] } -
这里最值得注意的是，能够表示多个值，每个值进而包含多个值。但是还应该注意，在不同的主条目（programmers、authors 和 musicians）之间，记录中实际的 "名称/值对" 可以不一样。JSON 是完全动态的，允许在 JSON 结构的中间改变表示数据的方式。在处理 JSON 格式的数据时，没有需要遵守的预定义的约束。所以，在同样的数据结构中，可以改变表示数据的方式，甚至可以以不同方式表示同一事物。
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1.6 JSON 具体形式
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1、对象是一个无序的 “名称/值对” 集合
- 1）一个对象以 “{” 左括号开始，“}” 右括号结束。
- 2）每个 “名称” 后跟一个 “:” 冒号；
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3）“名称/值对” 之间使用 “,” 逗号分隔。
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例子：表示人的一个对象：
{ "姓名":"大憨", "年龄":24 }
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2、数组是值（value）的有序集合
- 1）一个数组以 “[” 左中括号开始，“]” 右中括号结束。
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2）值之间使用 “,” 逗号分隔。
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例子：一组学生
{ "学生": [{"姓名":"小明","年龄":23}, {"姓名":"大憨","年龄":24}] } 说明：此 Json 对象包括了一个学生数组，而学生数组中的值又是两个 Json 对象。
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3、值（value）可以是双引号括起来的字符串（string）、数值（number）、true、false、 null、对象（object）或者数组（array）。这些结构可以嵌套。
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4、字符串（string）是由双引号包围的任意数量 Unicode 字符的集合，使用反斜线转义。一个字符（character）即一个单独的字符串（character string）。 字符串（string）与 C 或者 Java 的字符串非常相似。
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5、数值（number）也与 C 或者 Java 的数值非常相似。除去未曾使用的八进制与十六进制格式。除去一些编码细节。
1.7 JSON 和 XML 的比较
- 可读性
- JSON 和 XML 的可读性可谓不相上下，一边是简易的语法，一边是规范的标签形式，很难分出胜负。
- 可扩展性
- XML 天生有很好的扩展性，JSON 当然也有，没有什么是 XML 可以扩展而 JSON 却不能扩展的。不过 JSON 在 Javascript 主场作战，可以存储 Javascript 复合对象，有着 XML 不可比拟的优势。
- 编码难度
- XML 有丰富的编码工具，比如 Dom4j、JDom 等，JSON 也有提供的工具。无工具的情况下，相信熟练的开发人员一样能很快的写出想要的 XML 文档和 JSON 字符串，不过，XML 文档要多很多结构上的字符。
- 解码难度
- XML 的解析方式有两种：
- 一是通过文档模型解析，也就是通过父标签索引出一组标记。例如：xmlData.getElementsByTagName("tagName")，但是这样是要在预先知道文档结构的情况下使用，无法进行通用的封装。
- 另外一种方法是遍历节点（document 以及 childNodes）。这个可以通过递归来实现，不过解析出来的数据仍旧是形式各异，往往也不能满足预先的要求。
- 凡是这样可扩展的结构数据解析起来一定都很困难。
- JSON 也同样如此:
- 如果预先知道 JSON 结构的情况下，使用 JSON进 行数据传递简直是太美妙了，可以写出很实用美观可读性强的代码。如果你是纯粹的前台开发人员，一定会非常喜欢 JSON。但是如果你是一个应用开发人员，就不是那么喜欢了，毕竟 XML 才是真正的结构化标记语言，用于进行数据传递。
- 而如果不知道 JSON 的结构而去解析 JSON 的话，那简直是噩梦。费时费力不说，代码也会变得冗余拖沓，得到的结果也不尽人意。但是这样也不影响众多前台开发人员选择 JSON。因为 json.js 中的 toJSONString() 就可以看到 JSON 的字符串结构。当然不是使用这个字符串，这样仍旧是噩梦。常用 JSON 的人看到这个字符串之后，就对 JSON 的结构很明了了，就更容易的操作 JSON。
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以上是在 Javascript 中仅对于数据传递的 XML 与 JSON 的解析。在 Javascript 地盘内，JSON 毕竟是主场作战，其优势当然要远远优越于 XML。如果 JSON 中存储 Javascript 复合对象，而且不知道其结构的话，我相信很多程序员也一样是哭着解析 JSON 的。
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除了上述之外，JSON 和 XML 还有另外一个很大的区别在于有效数据率。JSON 作为数据包格式传输的时候具有更高的效率，这是因为 JSON 不像 XML 那样需要有严格的闭合标签，这就让有效数据量与总数据包比大大提升，从而减少同等数据流量的情况下，网络的传输压力 。
- XML 的解析方式有两种：
1.8 iOS JSON 解析第三方框架
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JSON 解析常用的第三方框架有：JSONKit、SBJson、TouchJSON，其性从左到右依次降低。
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JSONKit 已经在 2012 年停止更新，官方说 JSONKit 比苹果原生的 NSJSONSerialization 解析速度快，实测其实苹果原生的 NSJSONSerialization 解析速度更快。
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由于 NSJSONSerialization 在 iOS 5.0 之后才出现，NSJSONSerialization 适用于 iOS 5.0+ 版本的 iOS 开发。JSONKit 框架适用于 iOS 4.0 及以前版本的 iOS 开发。
2、系统方式 JSON 数据解析
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Objective-C
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解析 json 数据
/* 反序列化：将从服务器接收到的二进制数据转换成 NSDictionary / NSArray 的过程，简化程序开发，便于后续的字典转模型。 数据必须符合 json 格式，用来接收的容器必须和 json 的最外层保持一致。 NSJSONReadingMutableContainers = (1UL << 0), // 容器可变，NSMutableDictionary 或 NSMutableArray。 NSJSONReadingMutableLeaves = (1UL << 1), // 叶子可变，返回的 JSON 对象中字符串的值为 NSMutableString。 NSJSONReadingAllowFragments = (1UL << 2) // 允许 JSON 字符串最外层既不是 NSArray 也不是 NSDictionary， 但必须是有效的 JSON 片段 反序列化中的可变不可变，实际用处不大，后续紧接着就是字典转模型。因此输入 0 效率最好。如果今后看到 ** 类型的参数， 又不想获取对应的内容，传递 NULL 即可。传入 nil 不会抱错。 */ // 从本地文件中读取数据 NSData *jsonData = [NSData dataWithContentsOfFile:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"JsonDataFile" ofType:@"txt"]]; // 解析 json 数据 id result = [NSJSONSerialization JSONObjectWithData:jsonData options:0 error:NULL]; -
生成 json 数据
/* 序列化：将字典或者数组发送给服务器之前，转换成二进制数据，方便网络传输。 生成 json 数据的对象必须满足以下条件： 对象最外层必须是 NSArray 或者 NSDictionary。 容器内的所有数据必须是 NSString, NSNumber, NSArray, NSDictionary, 或者 NSNull 类型。 字典的所有 key 都是 NSString 格式。 NSNumber 不能是 NaN（非数值） 或者 infinity（无限大）。 NSJSONWritingOptions： NSJSONWritingPrettyPrinted = (1UL << 0) 漂亮的格式打印 使用 0 时，生成的数据格式如下，将 JSON 数据发送给服务器时可以使用该种格式。 {"age":8,"score":99,"add":"beijing","name":"xiaoxin"} 使用 1 时，生成的数据格式如下，将 JSON 数据保存到本地时可以使用该种格式。 { "age" : 8, "score" : 99, "add" : "beijing", "name" : "xiaoxin" } */ // Foundation object NSDictionary *dicitionary = @{@"name":@"xiaoxin", @"age":@8, @"score":@99, @"add":@"beijing"}; // 判断 Foundation 对象是否可以生成 json 数据 BOOL isValid = [NSJSONSerialization isValidJSONObject:dicitionary]; // 生成 json 数据 NSData *jData = [NSJSONSerialization dataWithJSONObject:dicitionary options:0 error:NULL];
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Swift
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解析 json 数据
/* 反序列化：将从服务器接收到的二进制数据转换成 NSDictionary / NSArray 的过程，简化程序开发，便于后续的字典转模型。 数据必须符合 json 格式，用来接收的容器必须和 json 的最外层保持一致。 MutableContainers // 容器可变，NSMutableDictionary 或 NSMutableArray。 MutableLeaves // 叶子可变，返回的 JSON 对象中字符串的值为 NSMutableString。 AllowFragments // 允许 JSON 字符串最外层既不是 NSArray 也不是 NSDictionary，但必须是有效的 JSON 片段 反序列化中的可变不可变，实际用处不大，后续紧接着就是字典转模型。因此输入 0 效率最好。如果今后看到 ** 类型的参数， 又不想获取对应的内容，传递 NULL 即可。传入 nil 不会抱错。 */ // 解析 json 数据 let jsonDataDic: AnyObject? = try? NSJSONSerialization.JSONObjectWithData(jsonData!, options: .MutableContainers) -
生成 json 数据
/* 序列化：将字典或者数组发送给服务器之前，转换成二进制数据，方便网络传输。 生成 json 数据的对象必须满足以下条件： 对象最外层必须是 NSArray 或者 NSDictionary。 容器内的所有数据必须是 NSString, NSNumber, NSArray, NSDictionary, 或者 NSNull 类型。 字典的所有 key 都是 NSString 格式。 NSNumber 不能是 NaN（非数值） 或者 infinity（无限大）。 */ // Foundation object let dicitionary:[String:AnyObject] = ["name":"xiaoxin", "age":8, "score":99, "add":"beijing"] // 判断 Foundation 对象是否可以生成 json 数据 let isValid:Bool = NSJSONSerialization.isValidJSONObject(dicitionary) // 生成 json 数据 let jData:NSData? = try? NSJSONSerialization.dataWithJSONObject(dicitionary, options: .PrettyPrinted)
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3、JSONKit 方式 JSON 数据解析
3.1 添加 JSONKit
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GitHub 网址：https://github.com/johnezang/JSONKit
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JSONKit 使用 MRC
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Objective-C
// 添加第三方库文件 JSONKit // 在 TARGETS -> Build Phases -> Compile Sources -> ...in .../JSONKit 后添加 -fno-objc-arc // 包含头文件 #import "JSONKit.h" -
Swift
// 添加第三方库文件 JSONKit // 在 TARGETS -> Build Phases -> Compile Sources -> ...in .../JSONKit 后添加 -fno-objc-arc // 创建名为 “项目名-Bridging-Header.h” 的桥接头文件，如： SwiftJSON-Bridging-Header.h // 在 TARGETS -> Build Setting -> Swift Compiler - Code generation -> Objective-C Bridging Header 中 // 添加 “项目名/项目名-Bridging-Header.h” 路径，如： SwiftJSON/SwiftJSON-Bridging-Header.h // 在创建的桥接头文件中包含头文件 #import "JSONKit.h"
3.2 JSONKit 数据解析
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Objective-C
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JSONDecoder 方式解析
// 从本地文件中读取数据 NSData *jsonData = [NSData dataWithContentsOfFile:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"JsonDataFile" ofType:@"txt"]]; id result = [[JSONDecoder decoder] objectWithData:jsonData]; NSLog(@"%@ %@", result, [result class]); -
JSONString 解析
// 单层 JSONString 解析 /* 如果 json 是 “单层” 的，即 value 都是字符串、数字，可以使用 objectFromJSONString */ // 单层 JSONString 数据 NSString *jsonStr1 = @"{"a":123, "b":"abc"}"; // 返回可变结果使用 mutableObjectFromJSONString 方法 NSDictionary *jsonStrDic1 = [jsonStr1 objectFromJSONString]; // 嵌套 JSONString 解析 /* 如果 json 有嵌套，即 value 里有 array、object，如果再使用 objectFromJSONString，程序可能会报错， 测试结果表明：使用由网络或得到的 php/json_encode 生成的 json 时会报错，但使用 NSString 定义的 json 字符串时， 解析成功，最好使用 objectFromJSONStringWithParseOptions： */ // 嵌套 JSONString 数据 NSString *jsonStr2 = @"{"a":123, "b":"abc", "c":[456, "hello"], "d":{"name":"张三", "age":"32"}}"; // 返回可变结果使用 mutableObjectFromJSONStringWithParseOptions 方法 NSDictionary *jsonStrDic2 = [jsonStr2 objectFromJSONStringWithParseOptions:JKParseOptionLooseUnicode]; -
JSONData 解析
// 单层 JSONData 解析 NSData *jsonData1 = [@"{"a":123, "b":"abc"}" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]; // 返回可变结果使用 mutableObjectFromJSONData 方法 NSDictionary *jsonDataDic1 = [jsonData1 objectFromJSONData]; // 嵌套 JSONData 解析 // 从本地文件中读取数据 NSData *jsonData2 = [NSData dataWithContentsOfFile:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"JsonDataFile" ofType:@"txt"]]; // 返回可变结果使用 mutableObjectFromJSONStringWithParseOptions 方法 NSDictionary *jsonDataDic2 = [jsonData2 objectFromJSONDataWithParseOptions:JKParseOptionLooseUnicode]; -
生成 JSONString 数据
// NSString -> JSONString NSString *str1 = @"{a":123, "b":"abc"}"; // 默认参数为 JKSerializeOptionNone，includeQuotes 为 YES NSString *jsonStrFromStr1 = [str1 JSONString]; // includeQuotes 为 NO 时，编码后的数据最外层不含引号 NSString *jsonStrFromStr2 = [str1 JSONStringWithOptions:JKSerializeOptionNone includeQuotes:NO error:nil]; // NSArray/NSDictionary -> JSONString NSDictionary *dic1 = @{@"name":@"xiaoxin", @"age":@8, @"Info":@{@"score":@99, @"add":@"beijing"}}; // 默认参数为 JKSerializeOptionNone NSString *jsonStrFromDic1 = [dic1 JSONString]; NSString *jsonStrFromDic2 = [dic1 JSONStringWithOptions:JKSerializeOptionEscapeUnicode error:nil]; -
生成 JSONData 数据
// NSString -> JSONData NSString *str2 = @"{a":123, "b":"abc"}"; // 默认参数为 JKSerializeOptionNone，includeQuotes 为 YES NSData *jsonDataFromStr1 = [str2 JSONData]; NSData *jsonDataFromStr2 = [str2 JSONDataWithOptions:JKSerializeOptionNone includeQuotes:NO error:nil]; // NSArray/NSDictionary -> JSONData NSDictionary *dic2 = @{@"name":@"xiaoxin", @"age":@8, @"Info":@{@"score":@99, @"add":@"beijing"}}; // 默认参数为 JKSerializeOptionNone NSData *jsonDataFromDic1 = [dic2 JSONData]; NSData *jsonDataFromDic2 = [dic2 JSONDataWithOptions:JKSerializeOptionEscapeUnicode error:nil];
-
-
Swift
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JSONDecoder 方式解析
// 从本地文件中读取数据 let jsonData:NSData = NSData(contentsOfFile: NSBundle.mainBundle().pathForResource("JsonDataFile", ofType: "txt")!)! let result:AnyObject = JSONDecoder.decoder().objectWithData(jsonData) print(result); -
JSONString 解析
// 单层 JSONString 解析 /* 如果 json 是 “单层” 的，即 value 都是字符串、数字，可以使用 objectFromJSONString */ // 单层 JSONString 数据 let jsonStr1:String = "{"a":123, "b":"abc"}" // 返回可变结果使用 mutableObjectFromJSONString 方法 let jsonStrDic1:AnyObject = jsonStr1.objectFromJSONString() // 嵌套 JSONString 解析 /* 如果 json 有嵌套，即 value 里有 array、object，如果再使用 objectFromJSONString，程序可能会报错， 测试结果表明：使用由网络或得到的 php/json_encode 生成的 json 时会报错，但使用NSString 定义的 json 字符串时， 解析成功，最好使用 objectFromJSONStringWithParseOptions： */ // 嵌套 JSONString 数据 let jsonStr2:String = "{"a":123, "b":"abc", "c":[456, "hello"], "d":{"name":"张三", "age":"32"}}" // 返回可变结果使用 mutableObjectFromJSONStringWithParseOptions 方法 let jsonStrDic2:AnyObject = jsonStr2.objectFromJSONStringWithParseOptions(UInt(JKParseOptionLooseUnicode)) -
JSONData 解析
// 单层 JSONData 解析 let jsonData1:NSData = "{"a":123, "b":"abc"}".dataUsingEncoding(NSUTF8StringEncoding)! // 返回可变结果使用 mutableObjectFromJSONData 方法 let jsonDataDic1:AnyObject = jsonData1.objectFromJSONData() // 嵌套 JSONData 解析 // 从本地文件中读取数据 let jsonData2:NSData = NSData(contentsOfFile: NSBundle.mainBundle().pathForResource("JsonDataFile", ofType: "txt")!)! // 返回可变结果使用 mutableObjectFromJSONDataWithParseOptions 方法 let jsonDataDic2:AnyObject = jsonData2.objectFromJSONDataWithParseOptions(UInt(JKParseOptionLooseUnicode)) -
生成 JSONString 数据
// String -> JSONString let str1:String = "{a":123, "b":"abc"}" // 默认参数为 JKSerializeOptionNone，includeQuotes 为 YES let jsonStrFromStr1:String = str1.JSONString() // includeQuotes 为 NO 时，编码后的数据最外层不含引号 let jsonStrFromStr2:String = try! str1.JSONStringWithOptions(UInt(JKSerializeOptionNone), includeQuotes:false) // NSArray/NSDictionary -> JSONString let dic1:NSDictionary = ["name":"xiaoxin", "age":8, "Info":["score":99, "add":"beijing"]] // 默认参数为 JKSerializeOptionNone let jsonStrFromDic1:String = dic1.JSONString() let jsonStrFromDic2:String = try! dic1.JSONStringWithOptions(UInt(JKSerializeOptionEscapeUnicode)) -
生成 JSONData 数据
// String -> JSONData let str2:String = "{a":123, "b":"abc"}" // 默认参数为 JKSerializeOptionNone，includeQuotes 为 YES let jsonDataFromStr1:NSData = str2.JSONData() // includeQuotes 为 NO 时，编码后的数据最外层不含引号 let jsonDataFromStr2:NSData = try! str2.JSONDataWithOptions(UInt(JKSerializeOptionNone), includeQuotes:false) // NSArray/NSDictionary -> JSONData let dic2:NSDictionary = ["name":"xiaoxin", "age":8, "Info":["score":99, "add":"beijing"]] // 默认参数为 JKSerializeOptionNone let jsonDataFromDic1:NSData = dic2.JSONData() let jsonDataFromDic2:NSData = try! dic2.JSONDataWithOptions(UInt(JKSerializeOptionEscapeUnicode))
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4、JSONKit 与 NSJSONSerialization 对比测试
static int largeNumber = 100 * 1000;
// JSONKit 解析
NSData *jsonData = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://192.168.88.200/demo.json"]];
NSLog(@"JSONKit start");
CFAbsoluteTime start1 = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
for (int i = 0; i < largeNumber; ++i) {
[[JSONDecoder decoder] objectWithData:jsonData];
}
NSLog(@"JSONKit end: %f
", CFAbsoluteTimeGetCurrent() - start1);
// NSJSONSerialization 解析
NSData *jsonData = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://192.168.88.200/demo.json"]];
NSLog(@"NSJSONSerialization start");
CFAbsoluteTime start2 = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
for (int i = 0; i < largeNumber; ++i) {
[NSJSONSerialization JSONObjectWithData:jsonData options:0 error:NULL];
}
NSLog(@"NSJSONSerialization end: %f", CFAbsoluteTimeGetCurrent() - start2);