简述
JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式。它基于 JavaScript 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。关于 JSON 字符串的详细介绍，可以参考：JSON简介
常用的JSON库
json.org 中介绍了 JSON 在各种语言中的应用，在 C/C++ 中比较常用的 JSON 库主要有以下几个：
- JsonCpp
JsonCpp 是一个 C++ 用来处理 JSON 数据的开发包。
网址：http://jsoncpp.sourceforge.net/ - cJSON
cJSON 是一个超轻巧，携带方便，单文件，简单的可以作为 ANSI-C 标准的 JSON 解析器。
网址：http://sourceforge.net/projects/cjson/ - QJson
QJson 是一个基于 Qt 的开发包用来将 JSON 数据解析成 QVariant 对象，JSON 的数组将被映射为QVariantList 实例，而其他对象映射为 QVariantMap 实例。
网址：http://qjson.sourceforge.net/
关于 Qt 中对 JSON 的生成与解析，Qt5 以前的版本，可以使用 QJson 库，需要单独下载、编译，才能使用。到了 Qt5，提供了专门的 QJsonDocument 及其相关类来读和写 JSON 文档。
JSON 常用类
首先，JSON 的解析和构建都要包含如下头文件，下面一个个介绍下：
#include <QJsonDocument>
#include <QJsonArray>
#include <QJsonObject>
QJsonDocument
QJsonDocument 类用于读和写 JSON 文档。
一个 JSON 文档可以使用 QJsonDocument::fromJson() 从基于文本的表示转化为 QJsonDocument， toJson(JsonFormat format = Indented) 则可以反向转化为文本，其中，format主要有两种格式，一种是人们可读的格式，一种是紧凑的格式。
已解析文档的有效性，可以使用 !isNull() 进行查询。
如果要查询一个 JSON 文档是否包含一个数组或一个对象，使用 isArray() 和 isObject()。包含在文档中的数组或对象可以使用 array() 或 object() 检索，然后读取或操作。
也可以使用 fromBinaryData() 或 fromRawData() 从存储的二进制表示创建来 JSON 文档。
QJsonArray
QJsonArray 类封装了一个 JSON 数组。
JSON 数组是值的列表。列表可以被操作，通过从数组中插入和删除 QJsonValue 。
一个 QJsonArray 可以和一个 QVariantList 相互转换。可以使用 size() 来查询条目的数量，通过 insert() 在指定索引处插入值，removeAt() 来删除指定索引的值。
QJsonObject
QJsonObject 类封装了一个 JSON 对象。
一个 JSON 对象是一个 “key/value” 列表，key 是独一无二的字符串，value 由一个 QJsonValue 表示。
一个 QJsonObject 可以和一个 QVariantMap 相互转换。可以使用 size() 来查询“key/value 对”的数量，通过 insert() 插入“key/value 对”， remove() 删除指定的 key。
QJsonValue
QJsonValue 类封装了一个值。JSON 中的值有 6 种基本数据类型：
- bool（QJsonValue::Bool）
- double（QJsonValue::Double）
- string（QJsonValue::String）
- array（QJsonValue::Array）
- object（QJsonValue::Object）
- null（QJsonValue::Null）
一个值可以由任何上述数据类型表示。此外，QJsonValue 有一个特殊的标记来表示未定义的值，可以使用 isUndefined() 查询。
值的类型可以通过 type() 或 isBool()、isString() 等访问函数查询。同样地，值可以通过 toBool()、toString() 等函数转化成相应的存储类型。
QJsonParseError
QJsonParseError 类用于在 JSON 解析中报告错误。
枚举 QJsonParseError::ParseError：该枚举描述 JSON 文档在解析过程中所发生的错误类型。
| 常量 | 值 | 描述 |
|---|---|---|
| QJsonParseError::NoError | 0 | 未发生错误 |
| QJsonParseError::UnterminatedObject | 1 | 对象不正确地终止以右花括号结束 |
| QJsonParseError::MissingNameSeparator | 2 | 分隔不同项的逗号丢失 |
| QJsonParseError::UnterminatedArray | 3 | 数组不正确地终止以右中括号结束 |
| QJsonParseError::MissingValueSeparator | 4 | 对象中分割 key/value 的冒号丢失 |
| QJsonParseError::IllegalValue | 5 | 值是非法的 |
| QJsonParseError::TerminationByNumber | 6 | 在解析数字时，输入流结束 |
| QJsonParseError::IllegalNumber | 7 | 数字格式不正确 |
| QJsonParseError::IllegalEscapeSequence | 8 | 在输入时，发生一个非法转义序列 |
| QJsonParseError::IllegalUTF8String | 9 | 在输入时，发生一个非法 UTF8 序列 |
| QJsonParseError::UnterminatedString | 10 | 字符串不是以引号结束 |
| QJsonParseError::MissingObject | 11 | 一个对象是预期的，但是不能被发现 |
| QJsonParseError::DeepNesting | 12 | 对解析器来说，JSON 文档嵌套太深 |
| QJsonParseError::DocumentTooLarge | 13 | 对解析器来说，JSON 文档太大 |
| QJsonParseError::GarbageAtEnd | 14 | 解析的文档在末尾处包含额外的乱码 |
JSON 对象的构建与解析
一个简单的 JSON 对象：
{
"Cross Platform": true,
"From": 1991,
"Name": "Qt"
}
构建比较简单，由于是一个对象，只需要用 QJsonObject 即可：
// 构建 JSON 对象
QJsonObject jsonObj;
jsonObj.insert("Name", "Qt");
jsonObj.insert("From", 1991);
jsonObj.insert("Cross Platform", true);
// 构建 JSON 文档
QJsonDocument document;
document.setObject(jsonObj);
QByteArray byteArray = document.toJson(QJsonDocument::Compact);
QString strJson(byteArray);
qDebug() << strJson;
解析如下：
QJsonParseError jsonError;
QJsonDocument doucment = QJsonDocument::fromJson(byteArray, &jsonError); // 转化为 JSON 文档
if (!doucment.isNull() && (jsonError.error == QJsonParseError::NoError)) { // 解析未发生错误
if (doucment.isObject()) { // JSON 文档为对象
QJsonObject object = doucment.object(); // 转化为对象
if (object.contains("Name")) { // 包含指定的 key
QJsonValue value = object.value("Name"); // 获取指定 key 对应的 value
if (value.isString()) { // 判断 value 是否为字符串
QString strName = value.toString(); // 将 value 转化为字符串
qDebug() << "Name : " << strName;
}
}
if (object.contains("From")) {
QJsonValue value = object.value("From");
if (value.isDouble()) {
int nFrom = value.toVariant().toInt();
qDebug() << "From : " << nFrom;
}
}
if (object.contains("Cross Platform")) {
QJsonValue value = object.value("Cross Platform");
if (value.isBool()) {
bool bCrossPlatform = value.toBool();
qDebug() << "CrossPlatform : " << bCrossPlatform;
}
}
}
}
注意：在转化为 QJsonDocument 后，首先需要根据 QJsonParseError 的值判定是否转化成功，然后在进行相应的转化解析。
JSON 数组的构建与解析
一个简单的 JSON 数组：
[
"Qt",
5.7,
true
]
生成比较简单，由于是一个数组，只需要用 QJsonArray 即可：
// 构建 JSON 数组
QJsonArray json;
json.append("Qt");
json.append(5.7);
json.append(true);
// 构建 JSON 文档
QJsonDocument document;
document.setArray(json);
QByteArray byteArray = document.toJson(QJsonDocument::Compact);
QString strJson(byteArray);
qDebug() << strJson;
需要注意的是，和上面不同的是，这里使用的是 QJsonDocument 的 setArray() 函数，因为是数组嘛！
解析如下：
QJsonParseError jsonError;
QJsonDocument doucment = QJsonDocument::fromJson(byteArray, &jsonError); // 转化为 JSON 文档
if (!doucment.isNull() && (jsonError.error == QJsonParseError::NoError)) { // 解析未发生错误
if (doucment.isArray()) { // JSON 文档为数组
QJsonArray array = doucment.array(); // 转化为数组
int nSize = array.size(); // 获取数组大小
for (int i = 0; i < nSize; ++i) { // 遍历数组
QJsonValue value = array.at(i);
if (value.type() == QJsonValue::String) {
QString strName = value.toString();
qDebug() << strName;
}
if (value.type() == QJsonValue::Double) {
double dVersion = value.toDouble();
qDebug() << dVersion;
}
if (value.type() == QJsonValue::Bool) {
bool bCrossPlatform = value.toBool();
qDebug() << bCrossPlatform;
}
}
}
}
和 JSON 对象类似，在遍历数组时，获取每个 value，首先需要判断 value 的类型（和 is***() 函数类似，这里根据 type() 函数返回的枚举值来判断），然后再进行相应的转换。
复杂的JSON的构建与解析
构造一个复杂的 JSON 对象：
{
"Company": "Digia",
"From": 1991,
"Name": "Qt",
"Page": {
"Developers": "https://www.qt.io/developers/",
"Download": "https://www.qt.io/download/",
"Home": "https://www.qt.io/"
},
"Version": [
4.8,
5.2,
5.7
]
}
包含了一个拥有五个 “key/value” 的对象，values 中的两个（Company、Name）是字符串，一个（From）是数字，一个（Page）是对象，一个（Version）是数组。
要生成这样一个复杂的 JSON 文档，需要分别构造对象和数组，然后将它们拼接起来：
// 构建 Json 数组 - Version
QJsonArray versionArray;
versionArray.append(4.8);
versionArray.append(5.2);
versionArray.append(5.7);
// 构建 Json 对象 - Page
QJsonObject pageObject;
pageObject.insert("Home", "https://www.qt.io/");
pageObject.insert("Download", "https://www.qt.io/download/");
pageObject.insert("Developers", "https://www.qt.io/developers/");
// 构建 Json 对象
QJsonObject json;
json.insert("Name", "Qt");
json.insert("Company", "Digia");
json.insert("From", 1991);
json.insert("Version", QJsonValue(versionArray));
json.insert("Page", QJsonValue(pageObject));
// 构建 Json 文档
QJsonDocument document;
document.setObject(json);
QByteArray byteArray = document.toJson(QJsonDocument::Compact);
QString strJson(byteArray);
qDebug() << strJson;
解析部分其实并没有看起来这么复杂，只要一步步搞明白对应的类型，然后进行相应转化即可。
QJsonParseError jsonError;
QJsonDocument doucment = QJsonDocument::fromJson(byteArray, &jsonError); // 转化为 JSON 文档
if (!doucment.isNull() && (jsonError.error == QJsonParseError::NoError)) { // 解析未发生错误
if (doucment.isObject()) { // JSON 文档为对象
QJsonObject object = doucment.object(); // 转化为对象
if (object.contains("Name")) {
QJsonValue value = object.value("Name");
if (value.isString()) {
QString strName = value.toString();
qDebug() << "Name : " << strName;
}
}
if (object.contains("Company")) {
QJsonValue value = object.value("Company");
if (value.isString()) {
QString strCompany = value.toString();
qDebug() << "Company : " << strCompany;
}
}
if (object.contains("From")) {
QJsonValue value = object.value("From");
if (value.isDouble()) {
int nFrom = value.toVariant().toInt();
qDebug() << "From : " << nFrom;
}
}
if (object.contains("Version")) {
QJsonValue value = object.value("Version");
if (value.isArray()) { // Version 的 value 是数组
QJsonArray array = value.toArray();
int nSize = array.size();
for (int i = 0; i < nSize; ++i) {
QJsonValue value = array.at(i);
if (value.isDouble()) {
double dVersion = value.toDouble();
qDebug() << "Version : " << dVersion;
}
}
}
}
if (object.contains("Page")) {
QJsonValue value = object.value("Page");
if (value.isObject()) { // Page 的 value 是对象
QJsonObject obj = value.toObject();
if (obj.contains("Home")) {
QJsonValue value = obj.value("Home");
if (value.isString()) {
QString strHome = value.toString();
qDebug() << "Home : " << strHome;
}
}
if (obj.contains("Download")) {
QJsonValue value = obj.value("Download");
if (value.isString()) {
QString strDownload = value.toString();
qDebug() << "Download : " << strDownload;
}
}
if (obj.contains("Developers")) {
QJsonValue value = obj.value("Developers");
if (value.isString()) {
QString strDevelopers = value.toString();
qDebug() << "Developers : " << strDevelopers;
}
}
}
}
}
}
基本的用法就这些，比较简单，细节很关键，建议在处理的过程中启用严格模式，例如：先通过 QJsonParseError::NoError 判断转化 JSON 文档无误，再进行解析。在解析过程中，先判断 QJsonValue 是否为对应的类型如 isObject()，再通过 toObject() 转化。
参考：