完成12.9章节

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光子
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# 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JSONXMLgobGoogle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。
结构能够包含二进制数据,如果作为文本打印,那么可读性是很差的。另外结构内部包含命名字段,所以不清楚数据的用意。
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,不用关系操作系统和编程语言的类型。
下面是一些术语说明:
- 数据结构 --> 指定格式 = `序列化``编码`(传输之前)
- 指定格式 --> 数据格式 = `反序列化``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)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被用在web后端和浏览器之间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
```javascript
{
"Person": {
"FirstName": "Laura",
"LastName": "Lynn"
}
}
```
尽管XML被广泛的应用但是JSON更加简洁、轻量(其占用更少的内存、磁盘及网络带宽)和更好的可读性,这也说明他越来越受欢迎。
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](examples/chapter_12/json.go)
```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):
```javascript
{
"FirstName": "Jan",
"LastName": "Kersschot",
"Addresses": [{
"Type": "private",
"City": "Aartselaar",
"Country": "Belgium"
}, {
"Type": "work",
"City": "Boom",
"Country": "Belgium"
}],
"Remark": "none"
}
```
处于安全考虑在web应用中最好使用`json.MarshalforHTML()`函数其对数据执行HTML转码所以文本会被安全的嵌在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线循环
- 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)
### 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)
### 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
```go
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
```go
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
```go
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
```go
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
```go
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 dont 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。
### 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
```go
type FamilyMember struct {
Name string
Age int
Parents []string
}
```
并对其反序列化:
```go
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、切片和映射)的例子。
### 编码和解码流
json包提供Decoder和Encoder类型来支持常用的读写JSON数据流。NewDecoder和NewEncoder函数分别封装了io.Reader和io.Writer接口。
```go
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:
```go
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来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。
## 链接
- [目录](directory.md)
- 上一节:[一个使用接口的实际例子:fmt.Fprintf](12.8.md)
- 下一节:[XML数据格式](12.10.md)