Was ist JSON?

einführung

JSON (JavaScript Object Notation) ist ein Datenaustauschformat mit einer leichtgewichtigen Syntax, die so konzipiert ist, dass sie für Menschen leicht zu lesen und für Computer leicht zu analysieren und zu generieren ist.
Es dient in erster Linie der Übertragung von Daten zwischen einem Server und einem Web-Client, z. B. JSON-Text.

Hauptmerkmale von JSON

Von Menschen lesbar: Die Syntax von JSON ist einfach und intuitiv, so dass sie von Entwicklern leicht gelesen und geschrieben werden kann.
Sprachunabhängig: Obwohl JSON von JavaScript abgeleitet ist, ist es sprachunabhängig, d.h. es kann in viele verschiedene Programmiersprachen wie Python und Java integriert werden.
Leichtgewichtig: Die minimale Struktur von JSON macht es zu einem leichtgewichtigen Datenaustauschformat, wodurch die Menge der über das Netzwerk übertragenen JSON-Daten reduziert wird.

Grundlegende JSON-Struktur

JSON ist auf zwei Strukturen aufgebaut:

Eine Sammlung von Schlüssel/Wert-Paaren: Dies wird als Objekt, Datensatz, Struktur, Wörterbuch, Hashtabelle, verschlüsselte Liste oder assoziatives Array realisiert.
Eine geordnete Liste von Werten: Dies ist ein Array, ein Vektor, eine Liste oder eine Sequenz, die als JSON-Array bekannt ist.

JSON-Syntax-Regeln

Daten werden in Schlüssel/Wert-Paaren dargestellt: Auf jeden Schlüssel folgt ein Doppelpunkt, und die Schlüssel/Wertpaare werden durch Kommas getrennt.
Schlüssel sind Zeichenketten und sollten in doppelte Anführungszeichen gesetzt werden.
Geschweifte Klammern { } enthalten Objekte: Ein Objekt ist eine Sammlung von Schlüssel/Wert-Paaren.
Eckige Klammern [ ] enthalten Arrays: Ein Array ist eine geordnete Sammlung von Werten.
Werte können Strings (in Anführungszeichen), Zahlen, Objekte, Arrays, true, false oder null sein.

Vereinfachtes JSON-Beispiel

Hier ist ein vereinfachtes JSON-Dokument, das eine Person darstellt:

				
					{ 

"name": "John Doe", 

"age": 30, 

"isStudent": false, 

"address": { 

"street": "123 Main St", 

"city": "Anytown" 

}, 

"phoneNumbers": [ 

"555-555-5555", 

"555-555-5556" 

] 

}

Erläuterung

Schlüssel/Wert-Paare: Daten werden in Schlüssel/Wert-Paaren dargestellt, wobei auf jeden Schlüssel ein Doppelpunkt und der Wert folgt.
- “Name”: “John Doe”: Der Schlüssel ist “Name” und der Wert ist “John Doe”.
- “Alter”: 30: Der Schlüssel ist “Alter” und der Wert ist 30.
- “isStudent”: false: Der Schlüssel ist “isStudent” und der Wert ist false.
Verschachtelte Objekte: Jedes eigenständige Objekt kann in anderen Objekten verschachtelt werden, um deren Verwendung zu vereinfachen.
- “Adresse”: {“Straße”: “123 Main St”, “Stadt”: “Anytown” }: Der Wert für den Schlüssel “address” ist ein weiteres Objekt, das “street” und “city” enthält.
Arrays: Arrays enthalten geordnete Listen von Werten.
- “phoneNumbers”: [“555-555-5555”, “555-555-5556”]: Der Schlüssel “phoneNumbers” hat einen Array-Wert, der zwei Telefonnummern enthält.

Parsen und Erzeugen von JSON

Die meisten modernen Programmiersprachen bieten integrierte Unterstützung für das Parsen und Generieren von JSON-Daten.
Dabei wird ein JSON-Parser verwendet, um JSON-Text in eine native Datenstruktur zu konvertieren und native Datenstrukturen wieder in JSON-Text zu kodieren.

Parsen von JSON

Beim Parsen von JSON wird eine JSON-formatierte Zeichenkette in eine native Datenstruktur konvertiert, die von der Programmiersprache problemlos verarbeitet werden kann.
Bei dieser nativen Datenstruktur kann es sich um ein Objekt, ein Wörterbuch, ein Array oder eine Liste handeln, je nach verwendeter Sprache.
Beim Parsen wird die JSON-Zeichenfolge analysiert und ihre hierarchische Struktur auf die entsprechenden Datenstrukturen abgebildet, was einen einfachen Zugriff auf JSON-Daten über Schlüssel oder Indizes ermöglicht.

JSON generieren

Die Generierung von JSON beinhaltet die Konvertierung einer nativen Datenstruktur in eine JSON-formatierte Zeichenkette.
Dieser Prozess umfasst in der Regel das Durchlaufen der nativen Datenstruktur und ihre Serialisierung in das JSON-Format, wobei sichergestellt wird, dass der ausgegebene String die hierarchische Struktur der Daten korrekt wiedergibt.
Dieser JSON-String kann dann über ein Netzwerk übertragen, in einer Datei gespeichert oder in anderen Kontexten verwendet werden, in denen JSON erforderlich ist.

JSON und verwandte Konzepte

RFC und JSON-Spezifikation

RFC 7159 und ECMA-404 spezifizieren das JSON-Format, das die Regeln für die JSON-Syntax definiert und sicherstellt, dass JSON-Dokumente gültiges JSON sind.
Die JSON-Spezifikation umreißt die Struktur des Formats, die Datentypen und die Kodierungsregeln.

JSON vs. XML

JSON wird oft mit XML, einem anderen textbasierten Datenaustauschformat, verglichen.
Während XML ausführlicher ist und eine breitere Palette von Datentypen unterstützt, ist JSON aufgrund seiner Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit für Webdienste und APIs (Application Programming Interfaces) beliebter.

JSON-Schema

Ein JSON-Schema definiert die Struktur und die Validierungsregeln von JSON-Daten.
Es stellt sicher, dass JSON-Dokumente ein bestimmtes Format einhalten, was die Validierung und Interpretation der Daten erleichtert.

Anwendungsfälle von JSON

Web-APIs: JSON wird häufig zur Übermittlung von Daten in Web-APIs verwendet und ermöglicht den Austausch von Daten zwischen Client und Server.
Konfigurationsdateien: JSON-Dateien werden häufig für Konfigurationseinstellungen in verschiedenen Anwendungen und Diensten verwendet.
Datenspeicherung: Einige NoSQL-Datenbanken, wie MongoDB, verwenden JSON-ähnliche Dokumente zum Speichern von Daten.
Datenaustausch: JSON erleichtert den Datenaustausch zwischen verschiedenen Systemen und Anwendungen und ist damit ein Standardformat für den Datenaustausch.

Vorteile von JSON

Einfachheit: Einfach zu verstehen und zu benutzen.
Interoperabilität: Funktioniert mit verschiedenen Programmiersprachen und Plattformen.
Kompaktheit: Sein geringes Gewicht reduziert die Bandbreitennutzung.

Beschränkungen von JSON

Fehlen von Kommentaren: JSON unterstützt keine Kommentare, was es schwieriger macht, Inline-Dokumentation einzubinden.
Begrenzte Datentypen: JSON unterstützt nur eine begrenzte Anzahl von Datentypen, was für komplexe Datenstrukturen eine Einschränkung darstellen kann.

Schlussfolgerung

JSON hat sich aufgrund seiner Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit zum Industriestandard für den Datenaustausch in der Webentwicklung entwickelt.
Das Verständnis von JSON ist für die moderne Programmierung und den Datenaustausch unerlässlich, egal ob Sie mit Web-APIs arbeiten, Anwendungen konfigurieren oder Daten in NoSQL-Datenbanken speichern.
Tools wie GitHub bieten eine breite Palette von JSON-bezogenen Projekten, darunter Parser und Encoder für verschiedene Programmiersprachen, die die Arbeit mit JSON in Ihren Anwendungen erleichtern.

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