如何用C語言進行json的序列化和反序列化

json是目前最為流行的文本數(shù)據(jù)傳輸格式，特別是在網(wǎng)絡通信上廣泛應用，隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，在嵌入式設備上，也需要開始使用json進行數(shù)據(jù)傳輸，那么，如何快速簡潔地用C語言進行json的序列化和反序列化呢？

當前，應用最廣泛的C語言json解析庫當屬cJSON，但是，使用cJSON讀json進行序列化和反序列化，需要根據(jù)key一個一個進行處理，會導致代碼冗余，邏輯性不強，哪有沒有更好的方法呢？

思路

在Android平臺，一般會使用gson等工具解析json，這些工具將json直接映射成對象，在C語言上使用對象的概念，我們需要借助結構體，然而，最大的問題在于，C語言沒有高級語言具有的反射機制，直接從json映射到結構體對象幾乎是不可能的。

怎么解決呢，既然C語言沒有反射機制，那么我們可以自己定義一套類似于反射的機制，這里我將其稱之為結構體數(shù)據(jù)模型，在數(shù)據(jù)模型中，我們需要準確地描述結構體的特征，包括結構體各成員的名稱，類型，在結構體中的偏移。

有了這些，我們可以在解析josn的時候，將解析得到的數(shù)據(jù)直接寫入到對應的內(nèi)存里面去，或者是在序列化的時候，直接從對應的內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，進行處理。

實現(xiàn)

CSON正是采用上面說到的思路，使用數(shù)據(jù)模型對結構體進行描述，然后基于cJSON，根據(jù)數(shù)據(jù)模型進行解析，將解析得到的數(shù)據(jù)直接寫入到對應的內(nèi)存區(qū)域，從而實現(xiàn)從json到結構體對象的映射。

CSON最基本的數(shù)據(jù)模型定義如下：

typedef struct cson_model
{
    CsonType type;                      /**< 數(shù)據(jù)類型 */
    char *key;                          /**< 元素鍵值 */
    short offset;                       /**< 元素偏移 */
} CsonModel;

通過type描述結構體成員的數(shù)據(jù)類型，key描述該成員在json中對應的字段，offset描述該結構體成員在結構體中的偏移，CSON在解析json的時候，根據(jù)type調(diào)用相應的cJSON API并傳遞key作為參數(shù)，得到解析出的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)offset將數(shù)據(jù)寫入到對應的內(nèi)存空間。

比如說這樣一個結構體：

struct project
{
    int id;
    char *name;
}

該結構體包含兩個成員，對于成員id，我們使用數(shù)據(jù)模型對其進行描述

{.type=CSON_TYPE_CHAR, key="id", offset=0}

對于結構體的每個成員，都進行數(shù)據(jù)模型的定義，就可以得到一個完整的結構體數(shù)據(jù)模型，CSON會根據(jù)這個模型，進行解析。

因為是通過直接寫內(nèi)存的方式，所以在寫不同類型的量到內(nèi)存中時，會多次用到強制轉(zhuǎn)型，導致CSON中賦值的代碼都類似于：

*(int *)((int)obj + model[i].offset) = (int)csonDecodeNumber(json, model[i].key);

當然，上面說到的數(shù)據(jù)模型，只適用于基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)，對于子結構體，鏈表，數(shù)組等，需要對數(shù)據(jù)模型的定義進行擴充，有興趣的朋友可以直接閱讀CSON源碼。