JSON

JSON（JavaScript Object Notation）

JSON（JavaScript Object Notation） 是一种轻量级、文本性的数据交换格式，便于人阅读与编写，也易于机器解析和生成。尽管起源于 JavaScript 的语法子集，JSON 已成为与语言无关的通用数据格式，广泛被各种编程语言支持。

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1. 简介 —— 什么是 JSON？

JSON 用键值对（key–value）来表示结构化数据，支持嵌套对象与数组，从而能够描述复杂的数据结构。它常用于前后端交互、配置文件和轻量级数据存储。

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2. JSON 的主要特点

• 可读性高：采用清晰的文本表示，结构直观。
• 易于编写：语法简单，不需要复杂标记。
• 易于解析：多数语言提供标准库或第三方库用于解析/生成。
• 轻量级：相较于 XML 等格式更为紧凑，传输效率高。

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3. 基本结构

JSON 有两种顶级结构：对象（Object） 和 数组（Array）。

对象（Object）

对象由若干键值对组成，使用大括号 {} 包围，键必须是字符串（双引号），值可以是字符串、数字、布尔值、null、对象或数组。

示例：

{
  "name": "张三",
  "age": 30,
  "isStudent": false,
  "address": {
    "city": "北京",
    "street": "长安街"
  }
}

数组（Array）

数组由一系列值组成，使用中括号 [] 包围，元素之间用逗号分隔。数组元素类型可以混合（字符串、数字、对象等）。

示例：

[
  "苹果",
  "香蕉",
  {
    "name": "橙子",
    "color": "橙色"
  },
  3.14,
  true,
  null
]

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4. 语法规则要点

1. 键名（Key）：必须是字符串，必须用双引号 " 包围。
2. 值（Value）：可以是：
   • 字符串（双引号）
   • 数字（整数或浮点数）
   • 布尔值：true / false
   • null
   • 对象（嵌套 {}）
   • 数组（[]）
3. 分隔符：对象的键值对与数组元素之间用逗号 , 分隔；最后一项后不能有多余的逗号（严格 JSON 不允许尾随逗号）。
4. 字符串转义：特殊字符需用反斜杠 \ 转义，例如：\n（换行）、\t（制表）、\"（双引号）、\\（反斜杠）等。

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5. 常见用途

• 前后端数据交换：浏览器通过 AJAX / fetch 获取后端返回的 JSON 数据，然后转换为对象进行处理。
• 配置文件：许多工具和库使用 JSON 作为配置文件格式（可读、可编辑）。
• 数据存储：NoSQL 数据库（如 MongoDB）使用 JSON 风格的文档存储数据。
• 日志与接口标准：在微服务与接口设计中，JSON 常用作请求/响应的标准格式。

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6. 解析与生成（示例）

不同语言通常都有内置或常用库进行 JSON 操作。

• JavaScript

  const obj = JSON.parse(jsonString);      // 将 JSON 字符串解析为对象/数组
  const str = JSON.stringify(obj);         // 将对象/数组转换为 JSON 字符串

• Python

  import json
  obj = json.loads(json_string)            # 解析
  s = json.dumps(obj, ensure_ascii=False)  # 生成（ensure_ascii=False 保持中文）

• Java（示例库）

  // 使用 Gson
  Gson gson = new Gson();
  MyClass obj = gson.fromJson(jsonString, MyClass.class);
  String str = gson.toJson(obj);

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7. 注意事项与最佳实践

• 键名唯一：同一对象中不要重复使用相同键名（行为未定义或后者覆盖前者）。
• 类型明确：注意区分字符串和数字，避免将数字写成带引号的字符串（除非确有需要）。
• 不要有尾随逗号：严格 JSON 禁止最后一项后多余逗号，例如 { "a": 1, } 是非法的。
• 字符编码：一般使用 UTF-8 编码，处理中文时注意编码一致性。
• 安全性：处理来自不可信来源的 JSON 时，注意避免注入或反序列化漏洞；不要将 eval 用于解析 JSON。
• 合理的结构设计：为接口或配置设计清晰、扁平或层次分明的结构，便于维护与演进。

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8. 常见错误示例（便于排查）

• 使用单引号代替双引号（非法）：

  { 'name': '张三' }   // 错误：键与字符串必须用双引号

• 尾随逗号（非法）：

  { "a": 1, }         // 错误：最后不能有逗号

• 未转义特殊字符（可能导致解析失败）：

  { "text": "第一行
  第二行" }           // 错误：换行应使用 \n 转义

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9. 小结

JSON 是一种简洁、通用的数据交换格式，适合绝大多数前后端通信与轻量级数据存储场景。掌握其基本语法（字符串需双引号、无尾逗号、类型与转义）和常用解析/生成方法，可以在绝大多数开发任务中提高效率与互操作性。

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