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尽管有许多宣传关于 XML 如何拥有跨平台，跨语言的优势，然而，除非应用于 Web Services，否则，在普通的 Web 应用中，开发者经常为 XML 的解析伤透了脑筋，无论是服务器端生成或处理 XML，还是客户端用 JavaScript 解析 XML，都常常导致复杂的代码，极低的开发效率。实际上，对于大多数 Web 应用来说，他们根本不需要复杂的 XML 来传输数据，XML 的扩展性很少具有优势，许多 AJAX 应用甚至直接返回 HTML 片段来构建动态 Web 页面。和返回 XML 并解析它相比，返回 HTML 片段大大降低了系统的复杂性，但同时缺少了一定的灵活性。
现在， JSON 为 Web 应用开发者提供了另一种数据交换格式。让我们来看看 JSON 到底是什么，同 XML 或 HTML 片段相比，JSON 提供了更好的简单性和灵活性。
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JSON 数据格式解析
和 XML 一样，JSON 也是基于纯文本的数据格式。由于 JSON 天生是为 JavaScript 准备的，因此，JSON 的数据格式非常简单，您可以用 JSON 传输一个简单的 String，Number，Boolean，也可以传输一个数组，或者一个复杂的 Object 对象。
String，Number 和 Boolean 用 JSON 表示非常简单。例如，用 JSON 表示一个简单的 String “ abc ”，其格式为：
除了字符 "，\，/ 和一些控制符（\b，\f，\n，\r，\t）需要编码外，其他 Unicode 字符可以直接输出。下图是一个 String 的完整表示结构：
图 1. String 的完整表示结构 
一个 Number 可以根据整型或浮点数表示如下：
图 2. Number 的表示结构 
这与绝大多数编程语言的表示方法一致，例如：
Boolean 类型表示为 true 或 false 。此外，JavaScript 中的 null 被表示为 null，注意，true、false 和 null 都没有双引号，否则将被视为一个 String 。
JSON 还可以表示一个数组对象，使用 [] 包含所有元素，每个元素用逗号分隔，元素可以是任意的 Value，例如，以下数组包含了一个 String，Number，Boolean 和一个 null：
Object 对象在 JSON 中是用 {} 包含一系列无序的 Key-Value 键值对表示的，实际上此处的 Object 相当于 Java 中的 Map<String, Object>，而不是 Java 的 Class 。注意 Key 只能用 String 表示。
例如，一个 Address 对象包含如下 Key-Value：
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city:Beijing street:Chaoyang Road postcode:100025（整数） |
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用 JSON 表示如下：
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{"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025} |
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其中 Value 也可以是另一个 Object 或者数组，因此，复杂的 Object 可以嵌套表示，例如，一个 Person 对象包含 name 和 address 对象，可以表示如下：
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{"name":"Michael","address": {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025} } |
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JavaScript 处理 JSON 数据
上面介绍了如何用 JSON 表示数据，接下来，我们还要解决如何在服务器端生成 JSON 格式的数据以便发送到客户端，以及客户端如何使用 JavaScript 处理 JSON 格式的数据。
我们先讨论如何在 Web 页面中用 JavaScript 处理 JSON 数据。我们通过一个简单的 JavaScript 方法就能看到客户端如何将 JSON 数据表示给用户：
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function handleJson() { var j={"name":"Michael","address": {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025} }; document.write(j.name); document.write(j.address.city); } |
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假定服务器返回的 JSON 数据是上文的：
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{"name":"Michael","address": {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025} } |
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只需将其赋值给一个 JavaScript 变量，就可以立刻使用该变量并更新页面中的信息了，相比 XML 需要从 DOM 中读取各种节点而言，JSON 的使用非常容易。我们需要做的仅仅是发送一个 Ajax 请求，然后将服务器返回的 JSON 数据赋值给一个变量即可。有许多 Ajax 框架早已包含了处理 JSON 数据的能力，例如 Prototype（一个流行的 JavaScript 库：http://prototypejs.org）提供了 evalJSON() 方法，能直接将服务器返回的 JSON 文本变成一个 JavaScript 变量：
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new Ajax.Request("http://url", { method: "get", onSuccess: function(transport) { var json = transport.responseText.evalJSON(); // TODO: document.write(json.xxx); } }); |
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服务器端输出 JSON 格式数据
下面我们讨论如何在服务器端输出 JSON 格式的数据。以 Java 为例，我们将演示将一个 Java 对象编码为 JSON 格式的文本。
将 String 对象编码为 JSON 格式时，只需处理好特殊字符即可。另外，必须用 (") 而非 (') 表示字符串：
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static String string2Json(String s) { StringBuilder sb = new StringBuilder(s.length()+20); sb.append('\"'); for (int i=0; i<s.length(); i++) { char c = s.charAt(i); switch (c) { case '\"': sb.append("\\\""); break; case '\\': sb.append("\\\\"); break; case '/': sb.append("\\/"); break; case '\b': sb.append("\\b"); break; case '\f': sb.append("\\f"); break; case '\n': sb.append("\\n"); break; case '\r': sb.append("\\r"); break; case '\t': sb.append("\\t"); break; default: sb.append(c); } } sb.append('\"'); return sb.toString(); } |
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将 Number 表示为 JSON 就容易得多，利用 Java 的多态，我们可以处理 Integer，Long，Float 等多种 Number 格式：
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static String number2Json(Number number) { return number.toString(); } |
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Boolean 类型也可以直接通过 toString() 方法得到 JSON 的表示：
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static String boolean2Json(Boolean bool) { return bool.toString(); } |
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要将数组编码为 JSON 格式，可以通过循环将每一个元素编码出来：
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static String array2Json(Object[] array) { if (array.length==0) return "[]"; StringBuilder sb = new StringBuilder(array.length << 4); sb.append('['); for (Object o : array) { sb.append(toJson(o)); sb.append(','); } // 将最后添加的 ',' 变为 ']': sb.setCharAt(sb.length()-1, ']'); return sb.toString(); } |
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最后，我们需要将 Map<String, Object> 编码为 JSON 格式，因为 JavaScript 的 Object 实际上对应的是 Java 的 Map<String, Object> 。该方法如下：
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static String map2Json(Map<String, Object> map) { if (map.isEmpty()) return "{}"; StringBuilder sb = new StringBuilder(map.size() << 4); sb.append('{'); Set<String> keys = map.keySet(); for (String key : keys) { Object value = map.get(key); sb.append('\"'); sb.append(key); sb.append('\"'); sb.append(':'); sb.append(toJson(value)); sb.append(','); } // 将最后的 ',' 变为 '}': sb.setCharAt(sb.length()-1, '}'); return sb.toString(); } |
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为了统一处理任意的 Java 对象，我们编写一个入口方法 toJson(Object)，能够将任意的 Java 对象编码为 JSON 格式：
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public static String toJson(Object o) { if (o==null) return "null"; if (o instanceof String) return string2Json((String)o); if (o instanceof Boolean) return boolean2Json((Boolean)o); if (o instanceof Number) return number2Json((Number)o); if (o instanceof Map) return map2Json((Map<String, Object>)o); if (o instanceof Object[]) return array2Json((Object[])o); throw new RuntimeException("Unsupported type: " + o.getClass().getName()); } |
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我们并未对 Java 对象作严格的检查。不被支持的对象（例如 List）将直接抛出 RuntimeException 。此外，为了保证输出的 JSON 是有效的，Map<String, Object> 对象的 Key 也不能包含特殊字符。细心的读者可能还会发现循环引用的对象会引发无限递归，例如，精心构造一个循环引用的 Map，就可以检测到 StackOverflowException：
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@Test(expected=StackOverflowError.class) public void testRecurrsiveMap2Json() { Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>(); map.put("key", map); JsonUtil.map2Json(map); } |
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好在服务器处理的 JSON 数据最终都应该转化为简单的 JavaScript 对象，因此，递归引用的可能性很小。
最后，通过 Servlet 或 MVC 框架输出 JSON 时，需要设置正确的 MIME 类型（application/json）和字符编码。假定服务器使用 UTF-8 编码，则可以使用以下代码输出编码后的 JSON 文本：
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response.setContentType("application/json;charset=UTF-8"); response.setCharacterEncoding("UTF-8"); PrintWriter pw = response.getWriter(); pw.write(JsonUtil.toJson(obj)); pw.flush(); |
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小结
JSON 已经是 JavaScript 标准的一部分。目前，主流的浏览器对 JSON 支持都非常完善。应用 JSON，我们可以从 XML 的解析中摆脱出来，对那些应用 Ajax 的 Web 2.0 网站来说，JSON 确实是目前最灵活的轻量级方案。
