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## 12.9 Json 数据格式 数据结构要在网络中传输或保存到文件,就必须对其编码和解码;目前存在很多编码格式:JSON,XML,gob,Google 缓冲协议等等。Go 语言支持所有这些编码格式;在后面的章节,我们将讨论前三种格式。 结构可能包含二进制数据,如果将其作为文本打印,那么可读性是很差的。另外结构内部可能包含匿名字段,而不清楚数据的用意。 通过把数据转换成纯文本,使用命名的字段来标注,让其具有可读性。这样的数据格式可以通过网络传输,而且是与平台无关的,任何类型的应用都能够读取和输出,不与操作系统和编程语言的类型相关。 下面是一些术语说明: * 数据结构 --> 指定格式 = `序列化` 或 `编码`(传输之前) * 指定格式 --> 数据格式 = `反序列化` 或 `解码`(传输之后) 序列化是在内存中把数据转换成指定格式(data -> string),反之亦然(string -> data structure) 编码也是一样的,只是输出一个数据流(实现了 io.Writer 接口);解码是从一个数据流(实现了 io.Reader)输出到一个数据结构。 我们都比较熟悉 XML 格式(参阅 [12.10](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/12.9.md));但有些时候 JSON(JavaScript Object Notation,参阅 [http://json.org](http://json.org/))被作为首选,主要是由于其格式上非常简洁。通常 JSON 被用于 web 后端和浏览器之间的通讯,但是在其它场景也同样的有用。 这是一个简短的 JSON 片段: ~~~ { "Person": { "FirstName": "Laura", "LastName": "Lynn" } } ~~~ 尽管 XML 被广泛的应用,但是 JSON 更加简洁、轻量(占用更少的内存、磁盘及网络带宽)和更好的可读性,这也说明它越来越受欢迎。 Go 语言的 json 包可以让你在程序中方便的读取和写入 JSON 数据。 我们将在下面的例子里使用 json 包,并使用练习 10.1 vcard.go 中一个简化版本的 Address 和 VCard 结构(为了简单起见,我们忽略了很多错误处理,不过在实际应用中你必须要合理的处理这些错误,参阅 13 章) 示例 12.16 [json.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/examples/chapter_12/json.go): ~~~ // json.go.go package main import ( "encoding/json" "fmt" "log" "os" ) type Address struct { Type string City string Country string } type VCard struct { FirstName string LastName string Addresses []*Address Remark string } func main() { pa := &Address{"private", "Aartselaar", "Belgium"} wa := &Address{"work", "Boom", "Belgium"} vc := VCard{"Jan", "Kersschot", []*Address{pa, wa}, "none"} // fmt.Printf("%v: \n", vc) // {Jan Kersschot [0x126d2b80 0x126d2be0] none}: // JSON format: js, _ := json.Marshal(vc) fmt.Printf("JSON format: %s", js) // using an encoder: file, _ := os.OpenFile("vcard.json", os.O_CREATE|os.O_WRONLY, 0) defer file.Close() enc := json.NewEncoder(file) err := enc.Encode(vc) if err != nil { log.Println("Error in encoding json") } } ~~~ `json.Marshal()` 的函数签名是 `func Marshal(v interface{}) ([]byte, error)`,下面是数据编码后的 JSON 文本(实际上是一个 []bytes): ~~~ { "FirstName": "Jan", "LastName": "Kersschot", "Addresses": [{ "Type": "private", "City": "Aartselaar", "Country": "Belgium" }, { "Type": "work", "City": "Boom", "Country": "Belgium" }], "Remark": "none" } ~~~ 出于安全考虑,在 web 应用中最好使用 `json.MarshalforHTML()` 函数,其对数据执行HTML转码,所以文本可以被安全地嵌在 HTML `<script>` 标签中。 JSON 与 Go 类型对应如下: * bool 对应 JSON 的 booleans * float64 对应 JSON 的 numbers * string 对应 JSON 的 strings * nil 对应 JSON 的 null 不是所有的数据都可以编码为 JSON 类型:只有验证通过的数据结构才能被编码: * JSON 对象只支持字符串类型的 key;要编码一个 Go map 类型,map 必须是 map[string]T(T是 `json` 包中支持的任何类型) * Channel,复杂类型和函数类型不能被编码 * 不支持循环数据结构;它将引起序列化进入一个无限循环 * 指针可以被编码,实际上是对指针指向的值进行编码(或者指针是 nil) ### [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/12.9.md#反序列化)反序列化: `UnMarshal()` 的函数签名是 `func Unmarshal(data []byte, v interface{}) error` 把 JSON 解码为数据结构。 我们首先创建一个结构 Message 用来保存解码的数据:`var m Message` 并调用 `Unmarshal()`,解析 []byte 中的 JSON 数据并将结果存入指针 m 指向的值 虽然反射能够让 JSON 字段去尝试匹配目标结构字段;但是只有真正匹配上的字段才会填充数据。字段没有匹配不会报错,而是直接忽略掉。 (练习 15.2b twitter_status_json.go 中用到了 UnMarshal) ### [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/12.9.md#解码任意的数据)解码任意的数据: json 包使用 `map[string]interface{}` 和 `[]interface{}` 储存任意的 JSON 对象和数组;其可以被反序列化为任何的 JSON blob 存储到接口值中。 来看这个 JSON 数据,被存储在变量 b 中: ~~~ b == []byte({"Name": "Wednesday", "Age": 6, "Parents": ["Gomez", "Morticia"]}) ~~~ 不用理解这个数据的结构,我们可以直接使用 Unmarshal 把这个数据编码并保存在接口值中: ~~~ var f interface{} err := json.Unmarshal(b, &f) ~~~ f 指向的值是一个 map,key 是一个字符串,value 是自身存储作为空接口类型的值: ~~~ map[string]interface{} { "Name": "Wednesday", "Age": 6, "Parents": []interface{} { "Gomez", "Morticia", }, } ~~~ 要访问这个数据,我们可以使用类型断言 ~~~ m := f.(map[string]interface{}) ~~~ 我们可以通过 for range 语法和 type switch 来访问其实际类型: ~~~ for k, v := range m { switch vv := v.(type) { case string: fmt.Println(k, "is string", vv) case int: fmt.Println(k, "is int", vv) case []interface{}: fmt.Println(k, "is an array:") for i, u := range vv { fmt.Println(i, u) } default: fmt.Println(k, "is of a type I don’t know how to handle") } } ~~~ 通过这种方式,你可以处理未知的 JSON 数据,同时可以确保类型安全。 ### [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/12.9.md#解码数据到结构)解码数据到结构: 如果我们事先知道 JSON 数据,我们可以定义一个适当的结构并对 JSON 数据反序列化。下面的例子中,我们将定义: ~~~ type FamilyMember struct { Name string Age int Parents []string } ~~~ 并对其反序列化: ~~~ var m FamilyMember err := json.Unmarshal(b, &m) ~~~ 程序实际上是分配了一个新的切片。这是一个典型的反序列化引用类型(指针、切片和 map)的例子。 ### [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/12.9.md#编码和解码流)编码和解码流 json 包提供 Decoder 和 Encoder 类型来支持常用 JSON 数据流读写。NewDecoder 和 NewEncoder 函数分别封装了 io.Reader 和 io.Writer 接口。 ~~~ func NewDecoder(r io.Reader) *Decoder func NewEncoder(w io.Writer) *Encoder ~~~ 要想把 JSON 直接写入文件,可以使用 json.NewEncoder 初始化文件(或者任何实现 io.Writer 的类型),并调用 Encode();反过来与其对应的是使用 json.Decoder 和 Decode() 函数: ~~~ func NewDecoder(r io.Reader) *Decoder func (dec *Decoder) Decode(v interface{}) error ~~~ 来看下接口是如何对实现进行抽象的:数据结构可以是任何类型,只要其实现了某种接口,目标或源数据要能够被编码就必须实现 io.Writer 或 io.Reader 接口。由于 Go 语言中到处都实现了 Reader 和 Writer,因此 Encoder 和 Decoder 可被应用的场景非常广泛,例如读取或写入 HTTP 连接、websockets 或文件。