1.什么是JSON

　　JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式。它基于JavaScript的一個(gè)子集。 JSON采用完全獨(dú)立于語(yǔ)言的文本格式，但是也使用了類似于C語(yǔ)言家族的習(xí)慣（包括C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python等）。這些特性使JSON成為理想的數(shù)據(jù)交換語(yǔ)言。易于人閱讀和編寫，同時(shí)也易于機(jī)器解析和生成。

　　2.JSON語(yǔ)法規(guī)則

　　JSON 語(yǔ)法是 JavaScript 對(duì)象表示法語(yǔ)法的子集。

　　l  數(shù)據(jù)在名稱/值對(duì)中

　　l  數(shù)據(jù)由逗號(hào)分隔

　　l  花括號(hào)保存對(duì)象

　　l  方括號(hào)保存數(shù)組

　　JSON 數(shù)據(jù)的書寫格式是：名稱/值對(duì)。

　　名稱/值對(duì)包括字段名稱（在雙引號(hào)中），后面寫一個(gè)冒號(hào)，然后是值：

　　"firstName" : "John"

　　這很容易理解，等價(jià)于這條 JavaScript 語(yǔ)句：

　　firstName = "John"

　　JSON 值可以是：

　　l  數(shù)字（整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)）

　　l  字符串（在雙引號(hào)中）

　　l  邏輯值（true 或 false）

　　l  數(shù)組（在方括號(hào)中）

　　l  對(duì)象（在花括號(hào)中）

　　l  null

　　JSON在線校驗(yàn)格式化工具：bejson

　　3.JSON基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　JSON建構(gòu)有兩種結(jié)構(gòu)

　　JSON簡(jiǎn)單說(shuō)就是javascript中的對(duì)象和數(shù)組，所以這兩種結(jié)構(gòu)就是對(duì)象和數(shù)組兩種結(jié)構(gòu)，通過(guò)這兩種結(jié)構(gòu)可以表示各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

　　1、對(duì)象：對(duì)象在js中表示為“{}”括起來(lái)的內(nèi)容，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為 {key：value,key：value,...}的鍵值對(duì)的結(jié)構(gòu)，在面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言中，key為對(duì)象的屬性，value為對(duì)應(yīng)的屬性值，所以很容易理解，取值方法為 對(duì)象.key 獲取屬性值，這個(gè)屬性值的類型可以是 數(shù)字、字符串、數(shù)組、對(duì)象幾種。

　　2、數(shù)組：數(shù)組在js中是中括號(hào)“[]”括起來(lái)的內(nèi)容，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為 ["java","javascript","vb",...]，取值方式和所有語(yǔ)言中一樣，使用索引獲取，字段值的類型可以是 數(shù)字、字符串、數(shù)組、對(duì)象幾種。

　　經(jīng)過(guò)對(duì)象、數(shù)組2種結(jié)構(gòu)就可以組合成復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了。

　　4.JSON基礎(chǔ)示例

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，JSON 可以將 JavaScript 對(duì)象中表示的一組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符串，然后就可以在函數(shù)之間輕松地傳遞這個(gè)字符串，或者在異步應(yīng)用程序中將字符串從 Web 客戶機(jī)傳遞給服務(wù)器端程序。這個(gè)字符串看起來(lái)有點(diǎn)兒古怪，但是JavaScript很容易解釋它，而且 JSON 可以表示比"名稱 / 值對(duì)"更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。例如，可以表示數(shù)組和復(fù)雜的對(duì)象，而不僅僅是鍵和值的簡(jiǎn)單列表。

　　名稱 / 值對(duì)

　　按照最簡(jiǎn)單的形式，可以用下面這樣的 JSON 表示"名稱 / 值對(duì)"：

　　{ "firstName": "Brett" }

　　這個(gè)示例非常基本，而且實(shí)際上比等效的純文本"名稱 / 值對(duì)"占用更多的空間：

　　firstName=Brett

　　但是，當(dāng)將多個(gè)"名稱 / 值對(duì)"串在一起時(shí)，JSON 就會(huì)體現(xiàn)出它的價(jià)值了。首先，可以創(chuàng)建包含多個(gè)"名稱 / 值對(duì)"的 記錄，比如：

　　{ "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" }

　　從語(yǔ)法方面來(lái)看，這與"名稱 / 值對(duì)"相比并沒有很大的優(yōu)勢(shì)，但是在這種情況下 JSON 更容易使用，而且可讀性更好。例如，它明確地表示以上三個(gè)值都是同一記錄的一部分；花括號(hào)使這些值有了某種聯(lián)系。

　　表示數(shù)組

　　當(dāng)需要表示一組值時(shí)，JSON 不但能夠提高可讀性，而且可以減少?gòu)?fù)雜性。例如，假設(shè)您希望表示一個(gè)人名列表。在XML中，需要許多開始標(biāo)記和結(jié)束標(biāo)記；如果使用典型的名稱 / 值對(duì)（就像在本系列前面文章中看到的那種名稱 / 值對(duì)），那么必須建立一種專有的數(shù)據(jù)格式，或者將鍵名稱修改為 person1-firstName這樣的形式。

　　如果使用 JSON，就只需將多個(gè)帶花括號(hào)的記錄分組在一起：

{
"people": [
                { "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" },
                { "firstName": "Jason", "lastName":"Hunter", "email": "bbbb"},
                { "firstName": "Elliotte", "lastName":"Harold", "email": "cccc" }
            ]
}

　　這不難理解。在這個(gè)示例中，只有一個(gè)名為 people的變量，值是包含三個(gè)條目的數(shù)組，每個(gè)條目是一個(gè)人的記錄，其中包含名、姓和電子郵件地址。上面的示例演示如何用括號(hào)將記錄組合成一個(gè)值。當(dāng)然，可以使用相同的語(yǔ)法表示多個(gè)值（每個(gè)值包含多個(gè)記錄）：

{ "programmers": [
{ "firstName": "Brett", "lastName":"McLaughlin", "email": "aaaa" },
{ "firstName": "Jason", "lastName":"Hunter", "email": "bbbb" },
{ "firstName": "Elliotte", "lastName":"Harold", "email": "cccc" }
],
"authors": [
{ "firstName": "Isaac", "lastName": "Asimov", "genre": "science fiction" },
{ "firstName": "Tad", "lastName": "Williams", "genre": "fantasy" },
{ "firstName": "Frank", "lastName": "Peretti", "genre": "christian fiction" }
],
"musicians": [
{ "firstName": "Eric", "lastName": "Clapton", "instrument": "guitar" },
{ "firstName": "Sergei", "lastName": "Rachmaninoff", "instrument": "piano" }
] }

　　這里最值得注意的是，能夠表示多個(gè)值，每個(gè)值進(jìn)而包含多個(gè)值。但是還應(yīng)該注意，在不同的主條目（programmers、authors 和 musicians）之間，記錄中實(shí)際的名稱 / 值對(duì)可以不一樣。JSON 是完全動(dòng)態(tài)的，允許在 JSON 結(jié)構(gòu)的中間改變表示數(shù)據(jù)的方式。

　　在處理 JSON 格式的數(shù)據(jù)時(shí)，沒有需要遵守的預(yù)定義的約束。所以，在同樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，可以改變表示數(shù)據(jù)的方式，甚至可以以不同方式表示同一事物。

　　5.JSON和XML比較

　　可讀性

　　JSON和XML的可讀性可謂不相上下，一邊是簡(jiǎn)易的語(yǔ)法，一邊是規(guī)范的標(biāo)簽形式，很難分出勝負(fù)。

　　可擴(kuò)展性

　　XML天生有很好的擴(kuò)展性，JSON當(dāng)然也有，沒有什么是XML能擴(kuò)展，而JSON卻不能擴(kuò)展的。不過(guò)JSON在Javascript主場(chǎng)作戰(zhàn)，可以存儲(chǔ)Javascript復(fù)合對(duì)象，有著xml不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

　　編碼難度、解碼難度（略）

　　實(shí)例比較

　　XML和JSON都使用結(jié)構(gòu)化方法來(lái)標(biāo)記數(shù)據(jù)，下面來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)單的比較。

　　用XML表示中國(guó)部分省市數(shù)據(jù)如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<country>
    <name>中國(guó)</name>
    <province>
        <name>黑龍江</name>
        <cities>
            <city>哈爾濱</city>
            <city>大慶</city>
        </cities>
    </province>
    <province>
        <name>廣東</name>
        <cities>
            <city>廣州</city>
            <city>深圳</city>
            <city>珠海</city>
        </cities>
    </province>
    <province>
        <name>臺(tái)灣</name>
        <cities>
            <city>臺(tái)北</city>
            <city>高雄</city>
        </cities>
    </province>
    <province>
        <name>新疆</name>
        <cities>
            <city>烏魯木齊</city>
        </cities>
    </province>
</country>

　　用JSON表示如下：

{
    "name":"中國(guó)",
    "province":[
    {
       "name":"黑龍江",
        "cities":{
            "city":["哈爾濱","大慶"]
        }
     },
     {
        "name":"廣東",
        "cities":{
            "city":["廣州","深圳","珠海"]
        }
    },
    {
        "name":"臺(tái)灣",
        "cities":{
            "city":["臺(tái)北","高雄"]
        }
    },
    {
        "name":"新疆",
        "cities":{
            "city":["烏魯木齊"]
        }
    }
]
}

　　6. .NET操作JSON

　　JSON文件讀入到內(nèi)存中就是字符串，.NET操作JSON就是生成與解析JSON字符串。操作JSON通常有以下幾種方式：

　　1. 原始方式：自己按照J(rèn)SON的語(yǔ)法格式，寫代碼直接操作JSON字符串。如非必要，應(yīng)該很少人會(huì)走這條路，從頭再來(lái)的。

　　2. 通用方式：這種方式是使用開源的類庫(kù)Newtonsoft.Json(下載地址http://json.codeplex.com/)。下載后加入工程就能用。通?？梢允褂肑Object, JsonReader, JsonWriter處理。這種方式最通用，也最靈活，可以隨時(shí)修改不爽的地方。

　　(1)使用JsonReader讀Json字符串：

string jsonText = @"{""input"" : ""value"", ""output"" : ""result""}";
JsonReader reader = new JsonTextReader(new StringReader(jsonText));
while (reader.Read())
{
    Console.WriteLine(reader.TokenType + "\t\t" + reader.ValueType + "\t\t" + reader.Value);
}

　　(2)使用JsonWriter寫字符串：

StringWriter sw = new StringWriter();
JsonWriter writer = new JsonTextWriter(sw);
writer.WriteStartObject();
writer.WritePropertyName("input");
writer.WriteValue("value");
writer.WritePropertyName("output");
writer.WriteValue("result");
writer.WriteEndObject();
writer.Flush();
string jsonText = sw.GetStringBuilder().ToString();
Console.WriteLine(jsonText);

　　(3)使用JObject讀寫字符串：

JObject jo = JObject.Parse(jsonText);
string[] values = jo.Properties().Select(item => item.Value.ToString()).ToArray();

　　(4)使用JsonSerializer讀寫對(duì)象(基于JsonWriter與JsonReader):

Project p = new Project() { Input = "stone", Output = "gold" };
JsonSerializer serializer = new JsonSerializer();
StringWriter sw = new StringWriter();
serializer.Serialize(new JsonTextWriter(sw), p);
Console.WriteLine(sw.GetStringBuilder().ToString());
StringReader sr = new StringReader(@"{""Input"":""stone"", ""Output"":""gold""}");
Project p1 = (Project)serializer.Deserialize(new JsonTextReader(sr), typeof(Project));
Console.WriteLine(p1.Input + "=>" + p1.Output);

　　上面的代碼都是基于下面這個(gè)Project類定義：

class Project
{
    public string Input { get; set; }
    public string Output { get; set; }
}

　　此外，如果上面的JsonTextReader等類編譯不過(guò)的話，說(shuō)明是我們自己修改過(guò)的類，換成你們自己的相關(guān)類就可以了，不影響使用。

　　3. 內(nèi)置方式：使用.NET Framework 3.5/4.0中提供的System.Web.Script.Serialization命名空間下的JavaScriptSerializer類進(jìn)行對(duì)象的序列化與反序列化，很直接。

 Project p = new Project() { Input = "stone", Output = "gold" };
 JavaScriptSerializer serializer = new JavaScriptSerializer();
 var json = serializer.Serialize(p);
 Console.WriteLine(json);
 var p1 = serializer.Deserialize<Project>(json);
 Console.WriteLine(p1.Input + "=>" + p1.Output);
 Console.WriteLine(ReferenceEquals(p,p1));

　　注意：如果使用的是VS2010，則要求當(dāng)前的工程的Target Framework要改成.Net Framework 4，不能使用Client Profile。當(dāng)然這個(gè)System.Web.Extensions.dll主要是Web使用的，直接在Console工程中用感覺有點(diǎn)浪費(fèi)資源。

　　此外，從最后一句也可以看到，序列化與反序列化是深拷貝的一種典型的實(shí)現(xiàn)方式。

　　更新1：

　　注意用System.Web.Script.Serialization的時(shí)候，序列化沒問題，反序列化會(huì)將DateTime賦值成了UTC時(shí)間。

　　UTC時(shí)間 + 時(shí)區(qū)差 = 本地時(shí)間

　　6:02 + (＋0800) = 14：02（北京時(shí)間）

DateTime dt = DateTime.Now;
JavaScriptSerializer serializer = new JavaScriptSerializer();
var json = serializer.Serialize(dt);
Console.WriteLine(json);
var dt1 = serializer.Deserialize<DateTime>(json);
Response.Write(dt1.ToString()+"<br />");
Response.Write(ReferenceEquals(dt, dt1));

 　　關(guān)于UTC時(shí)間與北京時(shí)間的區(qū)別請(qǐng)移步：UTC時(shí)間與北京時(shí)間差多久？

　　4. 契約方式：使用System.Runtime.Serialization.dll提供的DataContractJsonSerializer或者 JsonReaderWriterFactory實(shí)現(xiàn)。

Project p = new Project() { Input = "stone", Output = "gold" };
DataContractJsonSerializer serializer = new DataContractJsonSerializer(p.GetType());
string jsonText;
 
using (MemoryStream stream = new MemoryStream())
{
    serializer.WriteObject(stream, p);
    jsonText = Encoding.UTF8.GetString(stream.ToArray());
    Console.WriteLine(jsonText);
}

using (MemoryStream ms = new MemoryStream(Encoding.UTF8.GetBytes(jsonText)))
{
    DataContractJsonSerializer serializer1 = new DataContractJsonSerializer(typeof(Project));
    Project p1 = (Project)serializer1.ReadObject(ms);
    Console.WriteLine(p1.Input + "=>" + p1.Output);
}

　　這里要注意，這里的Project類和成員要加相關(guān)的Attribute：

[DataContract]
class Project
{
    [DataMember]
    public string Input { get; set; }
    [DataMember]
    public string Output { get; set; }
}

　　實(shí)用參考：

　　JSON驗(yàn)證工具：http://jsonlint.com/

　　JSON簡(jiǎn)明教程：http://www.w3school.com.cn/json/

　　Newtonsoft.Json類庫(kù)下載：http://json.codeplex.com/

　　通過(guò)序列化將.net對(duì)象轉(zhuǎn)換為JSON字符串

　　在web開發(fā)過(guò)程中，我們經(jīng)常需要將從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢到的數(shù)據(jù)(一般為一個(gè)集合，列表或數(shù)組等)轉(zhuǎn)換為JSON格式字符串傳回客戶端，這就需要進(jìn)行序列化，這里用到的是JsonConvert對(duì)象的SerializeObject方法。其語(yǔ)法格式為：JsonConvert.SerializeObject(object)，代碼中的”object”就是要序列化的.net對(duì)象，序列化后返回的是json字符串。

　　比如，現(xiàn)在我們有一個(gè)TStudent的學(xué)生表，表中的字段和已有數(shù)據(jù)如圖所示

　　從表中我們可以看到一共有五條數(shù)據(jù)，現(xiàn)在我們要從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出這些數(shù)據(jù)，然后利用JSON.NET的JsonConvert對(duì)象序列化它們?yōu)閖son字符串，并顯示在頁(yè)面上。C#代碼如下

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            using (L2SDBDataContext db = new L2SDBDataContext())
            {
                List<Student> studentList = new List<Student>();
                var query = from s in db.TStudents
                            select new {
                                StudentID=s.StudentID,
                                Name=s.Name,
                                Hometown=s.Hometown,
                                Gender=s.Gender,
                                Brithday=s.Birthday,
                                ClassID=s.ClassID,
                                Weight=s.Weight,
                                Height=s.Height,
                                Desc=s.Desc
                            };
                foreach (var item in query)
                {
                    Student student = new Student { StudentID=item.StudentID,Name=item.Name,Hometown=item.Hometown,Gender=item.Gender,Brithday=item.Brithday,ClassID=item.ClassID,Weight=item.Weight,Height=item.Height,Desc=item.Desc};
                    studentList.Add(student);
                }
                lbMsg.InnerText = JsonConvert.SerializeObject(studentList);
            }
        }

　　輸出結(jié)果：

　　從圖中我們可以看到，數(shù)據(jù)庫(kù)中的5條記錄全部取出來(lái)并轉(zhuǎn)化為json字符串了。

　　使用LINQ to JSON定制JSON數(shù)據(jù)

　　使用JsonConvert對(duì)象的SerializeObject只是簡(jiǎn)單地將一個(gè)list或集合轉(zhuǎn)換為json字符串。但是，有的時(shí)候我們的前端框架比如ExtJs對(duì)服務(wù)端返回的數(shù)據(jù)格式是有一定要求的，比如下面的數(shù)據(jù)格式，這時(shí)就需要用到JSON.NET的LINQ to JSON，LINQ to JSON的作用就是根據(jù)需要的格式來(lái)定制json數(shù)據(jù)。

　　比如經(jīng)常用在分頁(yè)的json格式如代碼：

{
    "total": 5, //記錄總數(shù)
    "rows":[
        //json格式的數(shù)據(jù)列表
    ]
}

　　使用LINQ to JSON前，需要引用Newtonsoft.Json的dll和using Newtonsoft.Json.Linq的命名空間。LINQ to JSON主要使用到JObject, JArray, JProperty和JValue這四個(gè)對(duì)象，JObject用來(lái)生成一個(gè)JSON對(duì)象，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是生成”{}”，JArray用來(lái)生成一個(gè)JSON數(shù)組，也就是”[]”，JProperty用來(lái)生成一個(gè)JSON數(shù)據(jù)，格式為key/value的值，而JValue則直接生成一個(gè)JSON值。下面我們就用LINQ to JSON返回上面分頁(yè)格式的數(shù)據(jù)。代碼如下：

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            using (L2SDBDataContext db = new L2SDBDataContext())
            {
                //從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出數(shù)據(jù)并放到列表list中
                List<Student> studentList = new List<Student>();
                var query = from s in db.TStudents
                            select new
                            {
                                StudentID = s.StudentID,
                                Name = s.Name,
                                Hometown = s.Hometown,
                                Gender = s.Gender,
                                Brithday = s.Birthday,
                                ClassID = s.ClassID,
                                Weight = s.Weight,
                                Height = s.Height,
                                Desc = s.Desc
                            };
                foreach (var item in query)
                {
                    Student student = new Student { StudentID = item.StudentID, Name = item.Name, Hometown = item.Hometown, Gender = item.Gender, Brithday = item.Brithday, ClassID = item.ClassID, Weight = item.Weight, Height = item.Height, Desc = item.Desc };
                    studentList.Add(student);
                }
 
                //基于創(chuàng)建的list使用LINQ to JSON創(chuàng)建期望格式的JSON數(shù)據(jù)
                lbMsg.InnerText = new JObject(
                        new JProperty("total",studentList.Count),
                        new JProperty("rows",
                                new JArray(
                                        //使用LINQ to JSON可直接在select語(yǔ)句中生成JSON數(shù)據(jù)對(duì)象，無(wú)須其它轉(zhuǎn)換過(guò)程
                                        from p in studentList
                                        select new JObject(
                                                new JProperty("studentID",p.StudentID),
                                                new JProperty("name",p.Name),
                                                new JProperty("homeTown",p.Hometown)
                                            )
                                    )
                            )
                    ).ToString();
            }
        }

　　輸出結(jié)果為：

　　處理客戶端提交的JSON數(shù)據(jù)

　　客戶端提交過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)一般都是json字符串，有了更好地進(jìn)行操作（面向?qū)ο蟮姆绞剑?，所以我們一般都?huì)想辦法將json字符串轉(zhuǎn)換為json對(duì)象。例如客戶端提交了以下數(shù)組格式j(luò)son字符串。

[
    {StudentID:"100",Name:"aaa",Hometown:"china"},
    {StudentID:"101",Name:"bbb",Hometown:"us"},
    {StudentID:"102",Name:"ccc",Hometown:"england"}
]

　　在服務(wù)端就可以使用JObject或JArray的Parse方法輕松地將json字符串轉(zhuǎn)換為json對(duì)象，然后通過(guò)對(duì)象的方式提取數(shù)據(jù)。下面是服務(wù)端代碼。

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            string inputJsonString = @"
                [
                    {StudentID:'100',Name:'aaa',Hometown:'china'},
                    {StudentID:'101',Name:'bbb',Hometown:'us'},
                    {StudentID:'102',Name:'ccc',Hometown:'england'}
                ]";
            JArray jsonObj = JArray.Parse(inputJsonString);
            string message = @"<table border='1'>
                    <tr><td width='80'>StudentID</td><td width='100'>Name</td><td width='100'>Hometown</td></tr>";
            string tpl = "<tr><td>{0}</td><td>{1}</td><td>{2}</td></tr>";
            foreach (JObject jObject in jsonObj)
            {
                message += String.Format(tpl, jObject["StudentID"], jObject["Name"],jObject["Hometown"]);
            }
            message += "</table>";
            lbMsg.InnerHtml = message;
        }

　　輸出結(jié)果：

　　當(dāng)然，服務(wù)端除了使用LINQ to JSON來(lái)轉(zhuǎn)換json字符串外，也可以使用JsonConvert的DeserializeObject方法。如下面代碼實(shí)現(xiàn)上面同樣的功能。

List<Student> studentList = JsonConvert.DeserializeObject<List<Student>>(inputJsonString);//注意這里必須為L(zhǎng)ist<Student>類型,因?yàn)榭蛻舳颂峤坏氖且粋€(gè)數(shù)組json
            foreach (Student student in studentList)
            {
                message += String.Format(tpl, student.StudentID, student.Name,student.Hometown);
            }

　　總結(jié)：

　　在客戶端，讀寫json對(duì)象可以使用”.”操作符或”["key”]”，json字符串轉(zhuǎn)換為json對(duì)象使用eval()函數(shù)。

　　在服務(wù)端，由.net對(duì)象轉(zhuǎn)換json字符串優(yōu)先使用JsonConvert對(duì)象的SerializeObject方法，定制輸出json字符串使用LINQ to JSON。由json字符串轉(zhuǎn)換為.net對(duì)象優(yōu)先使用JsonConvert對(duì)象的DeserializeObject方法，然后也可以使用LINQ to JSON。

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