格式化 JSON 数据
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);但有些时候 JSON(JavaScript Object Notation,参阅 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:
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,这也使它越来越受欢迎。
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:
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 []byte):
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.NewEncoder()
的函数签名是 func NewEncoder(w io.Writer) *Encoder
,返回的Encoder类型的指针可调用方法 Encode(v interface{})
,将数据对象 v 的json编码写入 io.Writer
w 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)
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。
示例12.16中对 vc 编码后的数据为 js
,对其解码时,我们首先创建结构 VCard 用来保存解码的数据:var v VCard
并调用 json.Unmarshal(js, &v)
,解析 []byte 中的 JSON 数据并将结果存入指针 &v 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:
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:
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:
要访问这个数据,我们可以使用类型断言
我们可以通过 for range 语法和 type switch 来访问其实际类型:
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:
并对其反序列化:
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。
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。
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:
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。
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