json数据结构

Posted 2020-11-19 konglingbin

 JSON即javascript Object Natation，它是一种轻量级的数据交换格式，非常适合服务器与JavaScript的交互。JSON易于人阅读和编写。同时也易于机器解析和生成。JSON采用完全独立语言的文本格式，但是也是用了类似于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。

XML也是一种数据交换格式，不过XML标记比较多，往往使得标记比需要传递的数据都还多，这样会增加字符传输的负担。 

JSON建构于两种结构：

     1.“名称/值”对的集合（A collection of name/value pairs）.不同的语言中，它被理解为对象（Object），纪录（record），结构（struct），字典（dictionary），哈希表（hash table），有键列表（keyed list），或者关联数组（associative array）。

     2.值的有序列表（An ordered list of values）。在大部分语言中，它被理解为数组（array）。

Python的json模块提供了一种很简单的方式来编码和解码JSON数据。 其中两个主要的函数是 json.dumps() 和 json.loads() ， 要比其他序列化函数库如pickle的接口少得多。 下面演示如何将一个Python数据结构转换为JSON：

import json

 

data = {

\'name\' : \'ACME\',

\'shares\' : 100,

\'price\' : 542.23

}

 

json_str = json.dumps(data)

 

下面演示如何将一个JSON编码的字符串转换回一个Python数据结构：

 

data = json.loads(json_str)

如果你要处理的是文件而不是字符串，你可以使用 json.dump() 和 json.load() 来编码和解码JSON数据。例如：

# Writing JSON data

with open(\'data.json\', \'w\') as f:

 json.dump(data, f)

 

# Reading data back

with open(\'data.json\', \'r\') as f:

 data = json.load(f)

 

json.dumps 与 json.loads 实例

以下实例演示了 Python 数据结构转换为JSON：

#!/usr/bin/python3

import json

# Python 字典类型转换为 JSON 对象
data = {
    \'no\' : 1,
    \'name\' : \'W3CSchool\',
    \'url\' : \'http://www.w3cschool.cn\'
}

json_str = json.dumps(data)
print ("Python 原始数据：", repr(data))
print ("JSON 对象：", json_str)

执行以上代码输出结果为：

Python 原始数据： {\'url\': \'http://www.w3cschool.cn\', \'no\': 1, \'name\': \'W3CSchool\'}
JSON 对象： {"url": "http://www.w3cschool.cn", "no": 1, "name": "W3CSchool"}

通过输出的结果可以看出，简单类型通过编码后跟其原始的repr()输出结果非常相似。

接着以上实例，我们可以将一个JSON编码的字符串转换回一个Python数据结构：

#!/usr/bin/python3

import json

# Python 字典类型转换为 JSON 对象
data1 = {
    \'no\' : 1,
    \'name\' : \'W3CSchool\',
    \'url\' : \'http://www.w3cschool.cn\'
}

json_str = json.dumps(data1)
print ("Python 原始数据：", repr(data1))
print ("JSON 对象：", json_str)

# 将 JSON 对象转换为 Python 字典
data2 = json.loads(json_str)
print ("data2[\'name\']: ", data2[\'name\'])
print ("data2[\'url\']: ", data2[\'url\'])

执行以上代码输出结果为：

ython 原始数据： {\'name\': \'W3CSchool\', \'no\': 1, \'url\': \'http://www.w3cschool.cn\'}
JSON 对象： {"name": "W3CSchool", "no": 1, "url": "http://www.w3cschool.cn"}
data2[\'name\']:  W3CSchool
data2[\'url\']:  http://www.w3cschool.cn

如果你要处理的是文件而不是字符串，你可以使用 json.dump() 和 json.load() 来编码和解码JSON数据。例如：

# 写入 JSON 数据
with open(\'data.json\', \'w\') as f:
    json.dump(data, f)

# 读取数据
with open(\'data.json\', \'r\') as f:
    data = json.load(f)

主流的数据交换格式有两种：XML 、JSON

3  ios 开发常见的解析 ：

3.1  XML 解析 ：SAX 解析和DOM 解析

       XML 解析工具：NSXMLParser、GDataXMLNode、TouchXML 和 KissXML 等

3.2 JSON 解析

解析工具：JSONKit、NSJSONSerialization、TouchJSON和SBJSON等，其中NSJSONSerialization（系统提供的解析类，性能最好的，解析效率最高）

 

二 XML数据结构

----XML------

1 可扩展标记语言（eXtensible Markup Language）：存储数据和传送数组

2 跟 JSON 解析一样，常用于交互数据格式
3 一般 XML 文档 （XML Document）
4 举例 ：
    <student> 【标签，表示开始】
        <name>你</name>
        <hobby>女</hobby>
    </student> 【标签，表示结束】
5 XML 文档的语法：
5.1 文档声明：在 XML 文档最前面，必须写一个文档声明
    a 最简单的声明 ：<?xml version = "1.0"?>
    b 用encoding 属性，来说明文档字符编码：<?xml version = "1.0" encoding = "UTF-8"?>
5.2 元素（Element）：一个元素，会包含一个开始标签和一个结束标签
    a 有所有内容：<name>你</name>
    b 无元素内容：<name></name>
    而且一个元素可嵌套若干个子元素，但不能出现交叉嵌套
<students>
    <student> 【标签，表示开始】
        <name>你</name>
        <hobby>女</hobby>
    </student> 【标签，表示结束】
<stdudents>
    ** 注意 ： 1 规范的 XML 文档最多只有一个根元素，其他的都是根元素的子孙元素。
              2 在 XML 中，空格和换行，都会被当做具体内容去处理，例如： a和b 是不一样的
                a <name>你</name>
                b <name>
                    你
                  </name>
5.3 属性（Atribute）：一个元素可以拥有多个属性，例如
        <video name="小黄人" hobby="apple"/>【video 元素拥有 name,hobby两个属性】
    *注意 ： 属性的值必须用 "" 或者 \'\' 括住
    *属性表示的信息，也可用子元素来表示，例如：
    <video>
        <name>小黄人</name>
        <hobby>apple</hobby>
    </video>
6 对 XML 文档的解析：
    提取 name 元素里面的内容：<name>小黄人</name>
    或者是提取 video 元素中 name 和 hobby 的值 ：<video name="小黄人" hobby="apple"/>
7 ---  SAX 解析 ---- Simple API for XML
SAX: 基于事件驱动的解析方式，逐行解析数据（采用协议回调机制）

NSXMLParser 是 iOS 自带的 XML 解析类，采用 SAX 方式解析数据

解析过程由 NSXMLParserDelegate 协议方法回调

<students>
    <student>
        <name>你</name>
        <hobby>女</hobby>
    </student>
</students>
a 解析方式，逐行进行解析。
a.1 打开 XML 文档
a.2 开始节点（开始标签）
a.3 逐行进行解析
a.4 发现元素里面的内容
a.5 提取内容
a.6 结束节点（结束标签）
a.7 循环开始，直到遇到 根元素的结束标签，解析才彻底结束

 

b iOS 中 XML 解析方式有狠多
b.1 苹果原生： NSXMLParser -- SAX 方式解析，使用简单
b.2 第三方框架：

    1 libxm12 : 纯 C 语言，默认被包含进了 iOS SDk

    2 GDataXML :DOM 的解析方式，是由谷歌开发的，底层基于 libxml2

 

 

8 ---DOM 解析----

 

a Document Object Model （文档对象模型），将整个 XML 文档读入，将构建驻留内存的树结果（节点数），通过遍历树结构的任意XML节点，读取它的属性和值，而且通常情况下，可以借助XPath，直接查询 XML 节点

b 步骤：

b.1 获取 GDataXMLNode.h/m 文件，将 GDataXMLNode.m 添加到所需工程

b.2 添加类库 libxml2.tbd 到工程中    libxml2.dylib（iOS7 之前）

b.3 在工程中的“Build settings”页面中找到“Header search path”项，添加 /usr/include/libxml2

b.4 导入 GDataXMLNode.h 文件到头文件中，如编译成功，则 GDataXMLNode 添加成功

 

c 属性和方法

name 取标签名

attributeForName 取属性节点

stringValue 取标签间的字符串

rootElement 子节点

 

三 JSON 数据结构

1 JSON （JavaScript Object Notation） ，轻量级的数据交换格式，是基于 JS 的一个子集，是完全采用独立语言的文本格式，容易阅读和编写，易于机器解析和生成，非常适合于服务器和客户端的交互

2 注意： 标准的JSON格式：Key 必须使用双引号

3 JSON 数据结构的语法

3.1中的数据类型 ： 字符串、数值、BOOL、对象、数组

3.2文件中有两种结构:

对象 、数组

3.3 JSON - OC ： 两者对应的数据类型

    a JSON 中的大括号 {}，在OC 中 NSDictionary
    b JSON 中的方括号 [], 在OC 中表示 NSArray

    c JSON 中的双引号 "", 在OC 中表示 NSString

4 JSON 数据结构的功能

数据交换、内容管理、配置文件

5 在 iOS 中常见的 JSON 解析方式：

 5.1 原声（自带）：NSJSONSerialization（性能最好的）

          NSJSONSerialization 里面包含了两个方法来通过不同数据形式解析JSON数据

5.1.1  +JSONObjectWithData: options: error: 使用缓冲区数据解析JSON

5.1.2  +writeJSONObject: toStream: options: error: 使用文件流的行式解析JSON

 5.2 第三方：JSONKit、SBJSON、TouchJSON（依次从左到右，越来越差）

objectFromJSONData

四 XML 与 JSON 两种数据结构的优缺点

1.XML与JSON两种数据结构的优缺点

 1> XML
　优点：\\u2028

• 格式统一, 符合标准\\u2028

• 容易与其他系统进行远程交互, 数据共享比较方便

\\u2028　缺点：

• XML文件格式文件庞大, 格式复杂, 传输占用带宽\\u2028

• 服务器端和客户端都需要花费大量代码来解析XML, 不论服务器端和客户端代码变的异常复杂和不容易维护

• 客户端不同，浏览器之间解析XML的方式不一致, 需要重复编写很多代码\\u2028

• 服务器端 和 客户端 解析XML花费资源和时间

 2> JSON
　优点:\\u2028

• 数据格式比较简单, 易于读写, 格式都是压缩的, 占用带宽小\\u2028

• 易于解析这种语言 

• 支持多种语言, 包括ActionScript, C, C#, ColdFusion, Java, JavaScript, Perl, php, Python, Ruby等语言服务器端语言, 便于服务器端的解析\\u2028

• 因为JSON格式能够直接为服务器端代码使用, 大大简化了服务器端和客户端的代码开发量, 但是完成的任务不变, 且易于维护\\u2028

　缺点:\\u2028

• 没有XML格式这么推广的深入人心和使用广泛, 没有XML那么通用性\\u2028

• JSON格式目前在Web Service中推广还属于初级阶段

2.JSON、XML解析方式的底层实现

　1> XML

　　Xml两种解析方式，DOM 和 SAX。

　　DOM 需要读入整个XML文档（文档驱动），SAX 是事件驱动的，并不需要读入整个文档，文档的读入过程也就是SAX的解析过程。

　　SAX 简单地说就是对XML文档进行顺序扫描，当扫描到 文档 的 开始 与 结束 ，元素（element）的 开始 与 结束 时，就会触发相应的事件处理 函数，由事件处理函数做相应的动作，处理完后继续扫描，直到文档结束，则解析完毕

　　DOM 解析XML文件时，会将XML文件的所有内容读取到内存中，然后允许你使用 DOM API 操作 XML 树。也就是说，DOM 会把XML以 树 的形式读取到内存中，然后在通过相应的 API 来操作这个 XML树，从而达到解析XML文件的目的

　2> JSON

　　json底层原理 遍历字符串中的字符，最终根据特助字符，比如{}，[]，:号等进行区分，{}是字典，[]表示的是数组，：号是字典的键和值的分水岭，最后是将json数据转化为字典，然后使用 KVC 将字典转为 model

3 选择推荐

1）对于复杂的数据结构使用XML，简单的数据结构可采用JSON。

2）在互联网应用中数据传输中，提倡使用JSON。

 

3）针对前后端的差异，可以在服务端使用XML，在前端使用JSON，两者之间的转换在服务器端完成。这样可以各取所长