什么是 JSON？

最后更新2024 年 10 月 17 日

什么是 JSON？

JSON 是一种轻量级数据交换格式，既便于人们读写，也便于机器解析和生成。它是 JavaScript Object Notation 的缩写，在网络应用程序中广泛用于在服务器和客户端之间传输数据。

JSON 的简洁性来自于它使用键值对表示数据的结构。它类似于 JavaScript 中对象的结构方式，但与语言无关，因此用途广泛，可兼容多种编程语言。JSON 通常用于在应用程序接口（API）中发送和接收数据，提供了一种简洁高效的方式来表示用户详细信息、设置或内容等结构化信息。

由于 JSON 的可读性、轻量级和广泛采用，它已成为网络数据交换的标准。这很容易使其成为现代网络开发的首选格式。

JSON 的主要特点

人类可读：JSON 语法简单直观，便于开发人员读写。
语言独立：虽然 JSON 源自 JavaScript，但它与语言无关，这意味着它可以与 Python 和 Java 等许多不同的编程语言结合使用。
轻量级：JSON 的最小结构使其成为一种轻量级数据交换格式，从而减少了通过网络传输的 JSON 数据量。

基本 JSON 结构

JSON 基于两种结构构建：

键/值对的集合：这可以通过对象、记录、结构体、字典、哈希表、带键列表或关联数组来实现。
有序的值列表：这表现为数组、向量、列表或称为 JSON 数组的序列。

JSON 语法规则

数据以键/值对表示：每个键后跟一个冒号，逗号分隔键/值对。
键是字符串，应用双引号括起来。
大括号 { } 包含对象：对象是键/值对的集合。
方括号 [ ] 表示数组：数组是数值的有序集合。
值可以是字符串（带双引号）、数字、对象、数组、true、false 或 null。

简化 JSON 示例

下面是一个简化的 JSON 文档，代表一个人：

				
					{ 

"name": "John Doe", 

"age": 30, 

"isStudent": false, 

"address": { 

"street": "123 Main St", 

"city": "Anytown" 

}, 

"phoneNumbers": [ 

"555-555-5555", 

"555-555-5556" 

] 

}

说明

键/值对：数据以键/值对的形式表示，每个键后都有一个冒号和一个值。
- “姓名”：”无名氏”：键是 “name”，值是 “John Doe”。
- “年龄”：30：键为 “age”，值为 30。
- “isStudent”：false：键为 “isStudent”，值为 false。
嵌套对象：任何独立对象都可以嵌套在其他对象中，以简化使用。
- “地址”：{ “street”：”123 Main St”, “city”：”Anytown” }：地址 “键的值是另一个包含 “街道 “和 “城市 “的对象。
数组数组包含有序的数值列表。
- “电话号码”：[“555-555-5555”, “555-555-5556”]:phoneNumbers “键的数组值包含两个电话号码。

解析和生成 JSON

大多数现代编程语言都提供了解析和生成 JSON 数据的内置支持。这包括使用 JSON 解析器将 JSON 文本转换为本地数据结构，并将本地数据结构编码回 JSON 文本。

解析 JSON

解析 JSON 包括将 JSON 格式的字符串转换为编程语言可以轻松操作的本地数据结构。这种本地数据结构可以是对象、字典、数组或列表，具体取决于所使用的语言。在解析过程中，会对 JSON 字符串进行分析，并将其分层结构映射到相应的数据结构中，以便通过键或索引轻松访问 JSON 数据。

生成 JSON

生成 JSON 需要将本地数据结构转换为 JSON 格式的字符串。这一过程通常包括遍历本地数据结构并将其序列化为 JSON 格式，确保输出字符串正确地表示数据的层次结构。然后，JSON 字符串就可以通过网络传输、存储到文件中或用于其他需要 JSON 的场合。

JSON 及相关概念

RFC 和 JSON 规范

RFC 7159 和 ECMA-404 规定了 JSON 格式，定义了 JSON 语法规则，确保 JSON 文档是有效的 JSON。 JSON 规范概述了格式的结构、数据类型和编码规则。

JSON 与 XML

JSON 经常被拿来与另一种基于文本的数据交换格式 XML 进行比较。XML 更为冗长，支持的数据类型也更广泛，而 JSON 的简洁性和易用性使其在网络服务和 API（应用程序编程接口）中更受欢迎。

JSON 模式

JSON 模式定义了 JSON 数据的结构和验证规则。它确保 JSON 文档遵循指定的格式，使数据的验证和解释更加容易。

JSON 的使用案例

网络应用程序接口：JSON 通常用于在网络应用程序接口中传输数据，实现客户端和服务器之间的数据交换。
配置文件：JSON 文件通常用于各种应用程序和服务的配置设置。
数据存储：一些 NoSQL 数据库（如 MongoDB）使用类似 JSON 的文档来存储数据。
数据交换：JSON 可促进不同系统和应用程序之间的数据交换，使其成为数据交换的标准格式。

JSON 的优势

简单：易于理解和使用。
互操作性：可在不同的编程语言和平台上运行。
结构紧凑：其轻便的特性可减少带宽使用量。

JSON 的局限性

缺乏注释：JSON 不支持注释，因此很难包含内联文档。
数据类型有限：JSON 仅支持有限的数据类型，这可能会限制复杂数据结构的使用。

结论

JSON 因其简单易用而成为网络开发中数据交换的行业标准。无论是使用网络 API、配置应用程序，还是在 NoSQL 数据库中存储数据，了解 JSON 对于现代编程和数据交换都至关重要。GitHub 等工具提供了大量与 JSON 相关的项目，包括适用于各种编程语言的解析器和编码器，使您更容易在应用程序中使用 JSON。

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