java学习---XML&JSON

Posted 2021-05-25 易小顺

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了java学习---XML&JSON相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

XML & JSON

XML & JSON

1、 XML

1.1 XML 介绍

1.1.1 What is it？

什么是 XML?
XML 指可扩展标记语言（`EXtensible Markup Language`）
XML 是一种标记语言，很类似 `html`
XML 的设计宗旨是传输数据，而非显示数据
XML 标签没有被预定义，需要自行定义标签
XML 被设计为具有自我描述性（平台无关性）

1.1.2 名词解释

可拓展性标记语言

在电子计算机中，标记指计算机所能理解的信息符号，通过此种标记，计算机之间可以处理包含各种的信息比如文章等。它可以用来标记数据、定义数据类型，是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言。
自我描述性

是 XML 是独立于其他平台定义的，例如 XML 定义了一个结构，不同之间平台交换数据， XML结构不需要依赖任何平台的结构，而是自己定义的 XSD 或者 DTD，其余平台只要按照这个去解析 XML 就可以了。
数据传输

XML 文件包含了发送者和接受者的信息，同时拥有标题以及消息主体。但是，这个 XML 文档仍然没有做任何事情，仅仅是包装了 XML 标签中的纯粹的信息。我们需要编写软件或者程序，才能传送、接收和显示出这个文档。

1.2 XML 语法格式

XML 的语法格式很简单，和 HTML 类似，但也不同（例如 XML 的标签必须闭合）

1.2.1 文档声明

声明写在文件的第一行，表明当前的文档是 XML 格式的文件，不写不影响读取，但是写上最好。

语法格式
```
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>
```
version 表示当前文件的版本，encoding 表示文件所使用的的字符编码，standalone 表示是否依赖其他的文件(默认是 yes )

1.2.2 元素标记

XML 文件中的元素以 <标记名称> 标记内容 </标记名称> 形式出现，由开发者自行定义内容。

自定义名称，必须遵循以下命名规则

规则
1.名称可以含字母、数字以及其他的字符
2名称不能以数字或者标点符号开始
3.名称不能以字符 “xml”（或者 XML、Xml）开始
4.名称不能包含空格，不能包含冒号（:）
5.名称区分大小写

语法格式

<books>
    <book>
        <name>金苹果</name>
        <info>讲述了吃苹果的过程</info>
    </book>
</books>

标记内部还可以有属性字段，由 属性名 = “属性值” 组成(属性值必须有引号进行修饰)。

语法格式

<books>
    <book id="1001">
        <name>金苹果</name>
        <info>讲述了吃苹果的过程</info>
    </book>
    <book id="1002">
        <name>银苹果</name>
        <info>无</info>
    </book>
</books>

1.2.3 内容解析

有些情况下我们需要在内容中定义一些和 XML 语法类型结构的特殊字符，但是不希望被解析，就需要用

CDATA 进行修饰， CDATA 部分中的所有内容都会被解析器忽略。

例如像 "<"和 "&"字符在 XML 元素中都是非法的。

问题
"<" 会产生错误，因为解析器会把该字符解释为新元素的开始。
"&" 会产生错误，因为解析器会把该字符解释为字符实体的开始。

问题
`"<"` 会产生错误，因为解析器会把该字符解释为新元素的开始。
`"&"` 会产生错误，因为解析器会把该字符解释为字符实体的开始。

错误示范

<books>
    <book>
        <name><金苹果></name>
        <info>讲述了你 & 他吃苹果</info>
    </book>
</books>

上述格式会报错

正确格式

<books>
    <book>
        <name><![CDATA[[<金苹果>]]></name>
        <info><![CDATA[[讲述了你 & 他吃苹果]]></info>
    </book>
</books>

1.2.4 内容注释

和大多数的语言一样，XML 提供注释格式，由 表示，注释不能写在文档文档声明前，也不能嵌套注释。

语法格式

<books>
    <book>
        <!--这是一个书名-->
        <name>金苹果</name>
    </book>
</books>

1.3 XML 注意问题

1.3.1 根标记唯一

标标记可重复定义，但是最外层的标记只能存在一个。

错误示范

<books>
    <book>
        <name>金苹果</name>
    </book>
</books>
<--!多个根标记将会报错-->
<books>
    <book>
        <name>金苹果</name>
    </book>
</books>

上述文件将会报错

1.3.2 标记不可交叉

标记可以嵌套，但是不允许标记间交叉，标记的开始和结束都是成对出现的。

错误示范

<books>
    <book>
        <name>金苹果
    </book>
        </name>
</books>

上述文件将会报错

1.4 XML 解析方式

1.4.1 SAX解析

解析方式是事件驱动机制！逐行读取XML文件解析，每当解析到一个标签的开始结束内容属性时，触发事件。我们可以编写程序在这些事件发生时，进行相应的处理。

优点

优点
分析能够立即开始，而不是等待所有的数据被处理。
逐行加载，节省内存，有助于解析大于系统内存的文档。
有时不必解析整个文档，它可以在某个条件得到满足时停止解析。

缺点

缺点
单向解析，无法定位文档层次，无法同时访问同一文档的不同部分数据(因为逐行解析，当解析第n行是，第n-1行已经被释放了，无法再进行操作了)。
无法得知事件发生时元素的层次，只能自己维护节点的父/子关系。
只读解析方式，无法修改XML文档的内容。

1.4.2 DOM解析

是用与平台和语言无关的方式表示 XML 文档的官方W3C标准，分析该结构通常需要加载整个文档和内存中建立文档树模型。程序员可以通过操作文档树，来完成数据的获取修改删除等.

优点

优点
文档在内存中加载，允许对数据和结构做出更改。
访问是双向的，可以在任何时候在树中双向解析数据。
缺点

缺点
文档全部加载在内存中 , 消耗资源大。

优点
文档在内存中加载，允许对数据和结构做出更改。
访问是双向的，可以在任何时候在树中双向解析数据。

缺点
文档全部加载在内存中 , 消耗资源大。

1.4.3 JDOM解析

目的是成为 Java 特定文档模型，它简化与XML 的交互并且比使用 DOM 实现更快。由于是第一个 Java特定模型，JDOM 一直得到大力推广和促进。

JDOM 文档声明其目的是 使用20%（或更少）的精力解决80%（或更多）Java/XML问题

优点

优点
使用具体类而不是接口，简化了DOM的API。
大量使用了Java集合类，方便了Java开发人员。
缺点

缺点
没有较好的灵活性。
性能不是那么优异。

优点
使用具体类而不是接口，简化了DOM的API。
大量使用了Java集合类，方便了Java开发人员。

缺点
没有较好的灵活性。
性能不是那么优异。

1.4.4 DOM4J解析

它是 JDOM 的一种智能分支。它合并了许多超出基本 XML 文档表示的功能，包括集成的 XPath 支持、XML Schema支持以及用于大文档或流化文档的基于事件的处理。

它还提供了构建文档表示的选项， DOM4J 是一个非常优秀的 Java XML API，具有性能优异、功能强大和极端易用使用的特点，同时它也是一个开放源代码的软件。

如今可以看到越来越多的 Java 软件都在使用 DOM4J 来读写 XML。目前许多开源项目中大量采用 DOM4J, 例如:Hibernate

2、 XML 解析 & 生成

2.1 几个对象及方法

2.1.1 文档对象 Document

指的是加载到内存的整个 XML 文档.。

常用方法:
通过文档对象，获取 `XML` 文档中的根元素对象 Element root = doc.getRootElement();
添加根节点 Element root = doc.addElement(“根节点名称”);

2.1.2 元素对象 Element

指的是 XML 文档中的单个节点.。

常用方法:
获取节点名称 String getName();
获取节点内容 String getText();
设置节点内容 String setText();
根据子节点的名称，获取匹配名称的第一个子节点对象 Element element(String 子节点名称);
获取所有的子节点对象 List elements();
获取节点的属性值 String attributeValue(String 属性名称);
获取子节点的内容 String elementText(String 子节点名称);
添加子节点 Element addElement(String 子节点名称);
添加属性 addAttribute(String 属性名,String 属性值);

2.2 DOM4J 解析

2.2.1 解析本地文件

没有啥可以描述的，直接按照步骤进行即可。

代码测试

public static void main(String[] args) throws IOException, DocumentException {
        // 1、   引入dom4j-1.6.1.jar包
        // 2、   xml 文件的读入流
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("resources/test.xml");
        // 3、   创建 xml 读取工具对象
        SAXReader reader = new SAXReader();
        // 4、   读取输入流得到文档对象
        Document document = reader.read(inputStream);
        // 5、   通过文档对象读取数据
        Element root = document.getRootElement();
        // 读取节点的名称
        System.out.println(root.getName());
        // 获取根节点下的所有子节点
        List<Element> list = root.elements();
        // 遍历节点读取数据
        for (Element element: list) {
            List<Element> nodes = element.elements();
            for (Element node: nodes) {
                // 取出节点内容
                System.out.println(node.getText());
            }
        }
    }

输出结果

2.2.2 解析网络文件

和解析本地文件方法类似，只是读取文件的方法不同。

代码测试

String url = "http://...";
URL url = new URL(url);
// 连接 url 地址得到连接后拿到输入流对象
URLConnection conn = url.openConnection();
InputStream is = conn.getInputStream();
// 后面的步骤和本地文件的方法一致

2.3 XPATH 解析

2.3.1 路径表达式

通过路径快速的查找一个或一组元素

路径表达式
`/` : 从根节点开始查找
`//` : 从发起查找的节点位置查找后代节点
`.` : 查找当前节点
`..` : 查找父节点
`@` : 选择属性

选择属性的使用方法

[@属性名=‘值’] [@属性名>‘值’] [@属性名<‘值’] [@属性名!=‘值’]

2.3.2 解析文件

两种方法获取节点

// 根据路径表达式, 查找匹配的单个节点
Element e = selectSingleNode("路径表达式");

// 根据路径表达式, 查找匹配的所有节点
List<Element> es = selectNodes("路径表达式");

代码测试

public static void main(String[] args) throws IOException, DocumentException {
        // 2、   xml 文件的读入流
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("resources/test.xml");
        // 3、   创建 xml 读取工具对象
        SAXReader reader = new SAXReader();
        // 4、   读取输入流得到文档对象
        Document document = reader.read(inputStream);
        // 5、   读取所有匹配节点
        List<Node> names = document.selectNodes("//name");
        List<Node> info = document.selectNodes("//info");
        for(int i = 0; i < names.size(); i++) {
            System.out.println(names.get(i).getName() + ":" + names.get(i).getText());
            System.out.println(info.get(i).getName() + ":" + info.get(i).getText());
        }
    }

输出结果

属性查找

public static void main(String[] args) throws IOException, DocumentException {
        // 2、   xml 文件的读入流
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream("resources/test.xml");
        // 3、   创建 xml 读取工具对象
        SAXReader reader = new SAXReader();
        // 4、   读取输入流得到文档对象
        Document document = reader.read(inputStream);
        // 5、   获取属性 ID 为 1001 的 book 标签下的 name 标签节点
        Node node = document.selectSingleNode("//book[@id='1001']//name");
        System.out.println(node.getText());
    }

2.4 XML 文件生成

2.4.1 Document对象

通过往 Document 文档中添加节点和相应的节点名称和内容来丰富 XML 文件信息，最终输出到本地磁盘。

代码测试

    public static void main(String[] args) throws IOException, DocumentException {
        // 1、   创建一个文档对象
        Document document = DocumentHelper.createDocument();
        // 2、   添加节点后会返回当前添加的节点
        Element books = document.addElement("books");
        Element name = books.addElement("name");
        // 3、   设置节点信息
        name.setText("金苹果");
        Element info = books.addElement("info");
        info.setText("吃苹果");
        // 4、   添加节点属性
        books.addAttribute("id", "1001");
        // 5、   输出流转换
        XMLWriter xmlWriter = new XMLWriter(new FileOutputStream("resources/test.xml"));
        xmlWriter.write(document);
        xmlWriter.close();
    }

输出结果

2.4.2 XStream 对象

通过 XStream 对象可以直接将一个对象以符合 XML 语法标准的形式转换。

代码测试

public static void main(String[] args) throws IOException, DocumentException {
        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("resources/test.xml") ;
        Person person = new Person("张三", 18, null);
        // 1、   创建 XStream 对象
        XStream xStream = new XStream();
        // 2、   修改节点名为 person
        xStream.alias("person", Person.class);
        // 3、   将对象转为 XML 字符串并写入到输出流
        xStream.toXML(person, outputStream);
        outputStream.close();
    }

输出结果

3、 JSON 文件

3.1 JSON 介绍

JSON ( javascript Object Notation ) 是一种轻量级的数据交换格式，采用完全独立于语言的文本格式，是理想的数据交换格式。同时，JSON是 JavaScript 原生格式，这意味着在 JavaScript 中处理 JSON数据不须要任何特殊的 API 或工具包。

3.1.1 格式

json 文件中一个 {} 就表示一个对象，括号中描述对象的属性，通过键值对来描述对象的属性。

属性格式
键与值之间使用冒号连接，多个键值对之间使用逗号分隔。
键值对的键应使用引号引住 (通常Java解析时,，键不使用引号会报错，而JS能正确解析)
键值对的值，可以是 `JS` 中的任意类型的数据

代码格式

{
	"name":"金苹果",
	"info":"种苹果"
}

对象可嵌套

{
    "name":"伟杰老师",
    "age":18,
    "heihei":{
        "name":"大长刀",
        "length":"40m"
    }
}

数组表示

{
    "name":"伟杰老师",
    "age":18,
    "paoyou":["张三","李四","王二","麻子"],
}

3.2 java 和 json 互转

Gson 和 FastJson 提供转换函数们只需要将其对应的 jar 文件引入就可以使用。

3.2.1 Gson

Google 提供的转换工具。

java 对象转 JSON 字符串

public static void main(String[] args) throws IOException, DocumentException {
        Person person = new Person("张三", 18, new String[]{"抽烟","喝酒","烫头"});
    	// 获取转换的对象
        Gson gson = new Gson();
        String s = gson.toJson(person);
        System.out.println(s);
    }

JSON 字符串转 java对象

public static void main(String[] args) throws IOException, DocumentException {
     String json = "{\\"name\\":\\"张三\\",\\"age\\":18,\\"hobby\\":[\\"抽烟\\",\\"喝酒\\",\\"烫头\\"]}";
     Gson gson = new Gson();
     // 转换为对应对象
     Person person = gson.fromJson(json, Person.class);
     System.out.println(person);
     // 转换为 map 集合，以键值对形式对数据进行存储
     HashMap map = gson.fromJson(json, HashMap.class);
     for (Object str:map.keySet()) {
        System.out.println(map.get(str));
     }
}

输出结果

3.2.2 FastJson

阿里 提供的转换工具。

java 对象转 JSON 字符串

public static void main(String[] args) throws IOException, DocumentException {
        Person person = new Person("张三", 18, new String[]{"抽烟","喝酒","烫头"});
    	// 对象转为 json 字符串
        String s = JSON.toJSONString(person);
        System.out.println(s);
    }

JSON 字符串转 java对象

public static void main(String[] args) throws IOException, DocumentException {
        String json = "{\\"age\\":18,\\"hobby\\":[\\"抽烟\\",\\"喝酒\\",\\"烫头\\"],\\"name\\":\\"张三\\"}";
    	// json 字符串转换为 java 对象
        Person p = JSON.parseObject(json以上是关于java学习---XML&JSON的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章 
 java与JSON
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