JSONとは何か？

紹介

JSON（JavaScript Object Notation）は、人間が読みやすく、コンピュータが解析・生成しやすいように設計された、軽量な構文を使用するデータ交換フォーマットである。
主にサーバーとウェブクライアント間で、JSONテキストなどのデータを転送する。

JSONの主な特徴

人間が読める：JSONの構文はシンプルで直感的であるため、開発者にとって読み書きが容易である。
言語に依存しない：JavaScriptから派生したものだが、JSONは言語に依存しない。つまり、PythonやJavaなど、さまざまなプログラミング言語で組み込むことができる。
軽量：JSONは最小限の構造であるため、軽量なデータ交換フォーマットであり、ネットワーク経由で転送されるJSONデータの量を減らすことができる。

JSONの基本構造

JSONは2つの構造で成り立っている：

キーと値のペアのコレクション：これは、オブジェクト、レコード、構造体、辞書、ハッシュテーブル、キー付きリスト、連想配列として実現される。
順序付けられた値のリスト：これは、配列、ベクトル、リスト、またはJSON配列として知られるシーケンスとして表示されます。

JSON構文ルール

データはキーと値のペアで表される：各キーの後にはコロンが続き、カンマでキーと値のペアが区切られる。
キーは文字列で、二重引用符で囲む。
中括弧{ }はオブジェクトを保持する：オブジェクトは、キーと値のペアのコレクションです。
角括弧 [ ] は配列を表す：配列は順序付けられた値の集まりである。
値には文字列（二重引用符で囲む）、数値、オブジェクト、配列、true、false、nullを指定できる。

簡易JSONの例

以下は、人物を表す簡略化されたJSONドキュメントである：

				
					{ 

"name": "John Doe", 

"age": 30, 

"isStudent": false, 

"address": { 

"street": "123 Main St", 

"city": "Anytown" 

}, 

"phoneNumbers": [ 

"555-555-5555", 

"555-555-5556" 

] 

}

説明

キーと値のペア：データはキーと値のペアで表現され、各キーの後にはコロンと値が続く。
- “name”：”John Doe”：キーは “name”、値は “John Doe”。
- “age”：30: キーは “age”、値は30。
- “isStudent”：false：キーは “isStudent”、値はfalse。
ネストされたオブジェクト：スタンドアローンのオブジェクトは、他のオブジェクトの中に入れ子にすることで、使い方を簡単にすることができます。
- “address”：{ “street”：”123 Main St”, “city”：”Anytown” }：キー “address “の値は、”street “と “city “を含む別のオブジェクトである。
配列：配列は値の順序付きリストを保持する。
- “phoneNumbers”：[“555-555-5555”, “555-555-5556”]:phoneNumbers “キーは、2つの電話番号を含む配列値を持つ。

JSONの解析と生成

最近のほとんどのプログラミング言語には、JSONデータの解析と生成を行う組み込みサポートが用意されている。
これには、JSONパーサーを使用してJSONテキストをネイティブデータ構造に変換し、ネイティブデータ構造をエンコードしてJSONテキストに戻すことが含まれます。

JSONの解析

JSONの解析には、JSON形式の文字列を、プログラミング言語が簡単に操作できるネイティブのデータ構造に変換することが含まれる。
このネイティブデータ構造は、使用する言語によって、オブジェクト、辞書、配列、またはリストになります。
構文解析では、JSON文字列が解析され、その階層構造が対応するデータ構造にマッピングされ、キーまたはインデックスを通じてJSONデータに簡単にアクセスできるようになります。

JSONの生成

JSONを生成するには、ネイティブ・データ構造をJSON形式の文字列に変換する必要があります。
このプロセスでは通常、ネイティブのデータ構造をトラバースしてJSON形式にシリアライズし、出力文字列がデータの階層構造を正しく表すようにします。
このJSON文字列は、ネットワーク経由で送信したり、ファイルに保存したり、JSONが必要とされる他のコンテキストで使用することができます。

JSONと関連概念

RFCとJSONの仕様

RFC 7159とECMA-404は、JSONフォーマットを規定しており、JSON構文のルールを定義し、JSONドキュメントが有効なJSONであることを保証している。
JSON仕様は、フォーマットの構造、データ型、およびエンコーディング・ルールの概要を示しています。

JSONとXMLの比較

JSONは、テキストベースのデータ交換フォーマットであるXMLとよく比較される。
XMLはより冗長で、より広範なデータタイプをサポートしていますが、JSONはシンプルで使いやすいため、ウェブサービスやAPI（Application Programming Interfaces）で人気があります。

JSONスキーマ

JSONスキーマは、JSONデータの構造と検証ルールを定義します。
このスキーマは、JSONドキュメントが指定された形式に準拠していることを保証し、データの検証と解釈を容易にします。

JSONの使用例

ウェブAPI：JSONはウェブAPIでのデータ伝送によく使われ、クライアントとサーバー間のデータ交換を可能にする。
設定ファイル：JSONファイルは、さまざまなアプリケーションやサービスのコンフィギュレーション設定によく使用されます。
データの保存：MongoDBのようなNoSQLデータベースの中には、JSONライクなドキュメントを使ってデータを保存するものがある。
データ交換：JSONは、異なるシステムやアプリケーション間でのデータ交換を容易にし、データ交換のための標準フォーマットとなっている。

JSONの利点

シンプルさ：理解しやすく、使いやすい。
相互運用性：異なるプログラミング言語やプラットフォーム間で動作します。
コンパクト：軽量であるため、帯域幅の使用量を削減できます。

JSONの限界

コメントの欠如：JSONはコメントをサポートしていないため、インラインドキュメントを含めることが難しくなっている。
限られたデータ型：JSONは限られたデータ型しかサポートしていないため、複雑なデータ構造には限界がある。

結論

JSONは、そのシンプルさと使いやすさから、ウェブ開発におけるデータ交換の業界標準となっています。
ウェブAPIでの作業、アプリケーションの設定、NoSQLデータベースへのデータ保存など、JSONを理解することは最新のプログラミングやデータ交換に不可欠です。
GitHubのようなツールは、様々なプログラミング言語用のパーサーやエンコーダーを含む、幅広いJSON関連プロジェクトを提供しており、アプリケーションでJSONを扱うことをより身近なものにしています。

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JSONとは何か？