C++中的JSON处理方法及实现

json是一种轻量级数据交换格式，易于阅读和编写，也易于机器解析和生成。使用json格式可以方便地在各个系统之间传递数据。在c++中，有许多开源的json库可以进行json的处理。本文将介绍一些常用的c++中的json处理方法及实现。

C++中的JSON处理方法

1. RapidJSON

RapidJSON是一个快速的C++ JSON解析器/生成器，提供DOM、SAX和内存池样式API。它主要的特点有以下几点：

• 内存占用小，执行速度快；
• 支持UTF-8、UTF-16、UTF-32等多种编码格式；
• 支持C++11的move sematics，使内存管理更加高效；
• 支持SAX风格的API，能够对大型JSON文件进行高效解析；
• 支持自定义分配策略（allocator）。

RapidJSON中，JSON对象可以通过DOM和SAX方式进行解析，其中DOM方式可以通过Value类来实现。以下是一个使用RapidJSON生成并解析JSON的示例代码：

#include "rapidjson/document.h"
#include "rapidjson/writer.h"
#include "rapidjson/stringbuffer.h"
#include <iostream>

using namespace rapidjson;
using namespace std;

int main() {
    // 生成JSON
    StringBuffer s;
    Writer<stringbuffer> writer(s);
    writer.StartObject();
    writer.Key("name");
    writer.String("Tom");
    writer.Key("age");
    writer.Int(20);
    writer.EndObject();

    // 解析JSON
    Document d;
    d.Parse(s.GetString());
    cout <ol start="2"><li>Boost.PropertyTree</li></ol>
<p>Boost.PropertyTree是一个简单易用的属性处理库，能够处理各种属性格式。其中，它也支持解析和生成JSON。Boost.PropertyTree比RapidJSON略慢，但也有一些特点：</p>
<ul>
<li>支持多种数据格式，包括INI文件、XML和JSON等；</li>
<li>支持C++标准库和BOOST库中的数据类型；</li>
<li>具有可插拔的数据格式处理能力，用户可以编写自己的扩展格式。</li>
</ul>
<p>以下是使用Boost.PropertyTree生成并解析JSON的示例代码：</p>
<pre class="brush:php;toolbar:false;">#include <iostream>
#include <boost>
#include <boost>

using namespace std;
using boost::property_tree::ptree;
using boost::property_tree::read_json;
using boost::property_tree::write_json;

int main() {
    // 生成JSON
    ptree pt;
    pt.put("name", "Tom");
    pt.put("age", 20);

    // 解析JSON
    string json_str;
    write_json(cout, pt);
    cout ("name") ("age") <ol start="3"><li>JsonCpp</li></ol>
<p>JsonCpp是一个C++的JSON库，支持行为准则API和DOM风格API。其中，JsonCpp的DOM API类似于RapidJSON的Value类。JsonCpp的特点有以下几点：</p>
<ul>
<li>支持UTF-8编码；</li>
<li>支持JSON的解析和生成；</li>
<li>提供面向对象封装的API；</li>
<li>支持C++11的move sematics。</li>
</ul>
<p>以下是使用JsonCpp生成并解析JSON的示例代码：</p>
<pre class="brush:php;toolbar:false;">#include <iostream>
#include <json>

using namespace std;
using namespace Json;

int main() {
    // 生成JSON
    Value root;
    root["name"] = "Tom";
    root["age"] = 20;
    string json_str = root.toStyledString();
    cout <ol start="4"><li>Nlohmann.Json</li></ol>
<p>Nlohmann.Json是一个现代的，轻量级，易于使用的JSON处理库。它提供了面向对象的API，并支持C++11和以上的标准。Nlohmann.Json的特点有以下几点：</p>
<ul>
<li>单文件头实现，使用方便；</li>
<li>支持多种STL容器；</li>
<li>非常轻量级，headers only；</li>
<li>格式化输出非常友好。</li>
</ul>
<p>以下是使用Nlohmann.Json生成并解析JSON的示例代码：</p>
<pre class="brush:php;toolbar:false;">#include <iostream>
#include <nlohmann>

using namespace std;
using json = nlohmann::json;

int main() {
    // 生成JSON
    json j;
    j["name"] = "Tom";
    j["age"] = 20;
    string json_str = j.dump();
    cout <p>C++中的JSON处理实现</p>
<p>以上介绍了四种常用的C++中JSON处理库，下面我们来看一下具体实现。</p>
<ol><li>RapidJSON实现</li></ol>
<p>首先需要在项目中引入RapidJSON库，然后就可以使用DOM API来进行JSON的解析和生成。DOM方式是将整个JSON对象读入内存，并存储在一个Value类中。</p>
<p>生成JSON：</p>
<pre class="brush:php;toolbar:false;">// 生成JSON
Value root(kObjectType);
Value person(kObjectType);
person.AddMember("name", "Tom", allocator);
person.AddMember("age", 20, allocator);
root.AddMember("person", person, allocator);

StringBuffer buffer;
Writer<stringbuffer> writer(buffer);
root.Accept(writer);
cout <p>解析JSON：</p>
<pre class="brush:php;toolbar:false;">// 解析JSON
Document d;
d.Parse("{"person":{"name":"Tom","age":20}}");
const Value& person = d["person"];
const string name = person["name"].GetString();
const int age = person["age"].GetInt();

2. Boost.PropertyTree实现

使用Boost.PropertyTree需要在项目中引入boost库，然后就可以使用ptree类进行解析和生成JSON。ptree是一种树形结构，在读入JSON后，可以通过ptree的get函数来获取对应的值。

生成JSON：

// 生成JSON
ptree root;
ptree person;
person.put("name", "Tom");
person.put("age", 20);
root.add_child("person", person);

stringstream stream;
write_json(stream, root);
cout <p>解析JSON：</p><pre class="brush:php;toolbar:false;">// 解析JSON
ptree root;
read_json("test.json", root);
const string name = root.get<string>("person.name");
const int age = root.get<int>("person.age");</int></string>

3. JsonCpp实现

使用JsonCpp需要在项目中引入JsonCpp库，然后就可以使用Value类进行JSON的解析和生成。JsonCpp的Value类支持多种类型的值，如字符串、数字、布尔等。

生成JSON：

// 生成JSON
Value root;
Value person;
person["name"] = "Tom";
person["age"] = 20;
root["person"] = person;

cout <p>解析JSON：</p><pre class="brush:php;toolbar:false;">// 解析JSON
Reader reader;
Value value;
string json_str = "{"person":{"name":"Tom","age":20}}";
reader.parse(json_str, value);
const string name = value["person"]["name"].asString();
const int age = value["person"]["age"].asInt();

4. Nlohmann.Json实现

使用Nlohmann.Json需要将json.hpp文件引入到项目中，然后就可以使用json对象进行JSON的解析和生成。Nlohmann.Json提供了各种STL容器类型的转换。

生成JSON：

// 生成JSON
json j;
j["person"]["name"] = "Tom";
j["person"]["age"] = 20;

cout <p>解析JSON：</p><pre class="brush:php;toolbar:false;">// 解析JSON
json j2 = json::parse("{"person":{"name":"Tom","age":20}}");
const string name = j2["person"]["name"];
const int age = j2["person"]["age"];

总结

本文介绍了C++中四种常用的JSON处理库：RapidJSON、Boost.PropertyTree、JsonCpp和Nlohmann.Json，以及它们的一些特点和实现方法。通过使用这些开源库，可以方便地进行JSON的封装解析和生成。在实际使用中，开发人员应该选择最适合自己项目需求的JSON库，以获得最佳的使用效果。

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