c如何解析嵌套的json数据

C语言如何解析嵌套的JSON数据

在C语言开发中,处理JSON数据是常见需求，尤其是从API响应、配置文件等场景获取嵌套结构的JSON时，由于C语言本身没有内置的JSON解析库，我们需要借助第三方库来实现，本文将以轻量级且广泛使用的cJSON库为例，详细介绍如何在C语言中解析嵌套的JSON数据，包括环境搭建、数据解析流程、错误处理及完整代码示例。

为什么选择cJSON库？

cJSON是一个用C语言编写的轻量级JSON解析器,具有以下特点：

轻量级：核心代码仅约2000行，编译后体积小，适合嵌入式和资源受限环境。
易用性：提供简洁的API，支持JSON的创建、解析、修改和序列化。
功能完整：支持嵌套对象、数组、字符串、数字、布尔值、null等JSON数据类型。

这些特点使其成为C语言处理JSON的首选工具。

环境搭建：安装cJSON库

获取cJSON源码

cJSON的官方仓库为https://github.com/DaveGamble/cJSON，你可以通过以下方式获取：

git clone https://github.com/DaveGamble/cJSON.git

或直接从仓库下载cJSON.h和cJSON.c文件。

集成到项目

将cJSON.h（头文件）和cJSON.c（源文件）添加到你的C语言项目中，在Visual Studio、CLion或gcc编译时，包含源文件即可：

gcc your_program.c cJSON.c -o your_program -lm

（注意：cJSON中的浮点数运算可能需要链接数学库，因此添加-lm选项。）

JSON数据结构回顾

在解析前,需明确JSON的基本结构，嵌套JSON通常包含以下两种核心结构：

对象（Object）：无序的键值对集合，用表示，如{"name": "Alice", "age": 30}。
数组（Array）：有序的值列表，用[]表示，如[1, 2, {"key": "value"}]。

嵌套结构即对象或数组内部包含其他对象或数组,

{
  "name": "Bob",
  "age": 25,
  "courses": [
    {"title": "Math", "credits": 4},
    {"title": "Physics", "credits": 3}
  ],
  "address": null
}

解析嵌套JSON的步骤

使用cJSON解析嵌套JSON的核心流程可概括为：解析字符串 → 遍历JSON树 → 递归/循环访问嵌套节点，以下是详细步骤：

步骤1：将JSON字符串解析为cJSON对象

使用cJSON_Parse()函数将JSON格式的字符串解析为cJSON对象指针，该函数返回一个cJSON*类型指针，指向解析后的JSON树根节点；若解析失败（如JSON格式错误），则返回NULL。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    const char *json_string = "{"
        "\"name\": \"Bob\","
        "\"age\": 25,"
        "\"courses\": ["
            "{\"title\": \"Math\", \"credits\": 4},"
            "{\"title\": \"Physics\", \"credits\": 3}"
        "],"
        "\"address\": null"
    "}";
    // 解析JSON字符串
    cJSON *root = cJSON_Parse(json_string);
    if (root == NULL) {
        const char *error_ptr = cJSON_GetErrorPtr();
        if (error_ptr) {
            fprintf(stderr, "Error before: %s\n", error_ptr);
        }
        return 1;
    }
    // 后续解析操作...
    cJSON_Delete(root); // 释放内存
    return 0;
}

注意：cJSON_Parse()会动态分配内存，解析完成后必须调用cJSON_Delete()释放整个JSON树的内存，否则会导致内存泄漏。

步骤2：根据键获取对象中的值

若JSON根节点是对象,可通过cJSON_GetObjectItem()函数根据键（key）获取对应的值节点，该函数返回cJSON*指针，指向目标值的节点。

// 获取"name"字段（字符串类型）
cJSON *name_item = cJSON_GetObjectItem(root, "name");
if (name_item != NULL && cJSON_IsString(name_item)) {
    printf("Name: %s\n", name_item->valuestring);
}
// 获取"age"字段（数字类型）
cJSON *age_item = cJSON_GetObjectItem(root, "age");
if (age_item != NULL && cJSON_IsNumber(age_item)) {
    printf("Age: %d\n", age_item->valueint);
}

cJSON数据类型判断：

cJSON_IsString()：判断是否为字符串。
cJSON_IsNumber()：判断是否为数字（包括整数、浮点数）。
cJSON_IsBool()：判断是否为布尔值。
cJSON_IsNull()：判断是否为null。
cJSON_IsArray()：判断是否为数组。
cJSON_IsObject()：判断是否为对象。

步骤3：解析嵌套数组

当遇到数组类型时,需通过cJSON_GetArraySize()获取数组长度，再使用cJSON_GetArrayItem(index)按索引获取数组元素。

// 获取"courses"数组
cJSON *courses_array = cJSON_GetObjectItem(root, "courses");
if (courses_array != NULL && cJSON_IsArray(courses_array)) {
    int course_count = cJSON_GetArraySize(courses_array);
    printf("Courses (%d):\n", course_count);
    // 遍历数组中的每个元素（每个元素是一个对象）
    for (int i = 0; i < course_count; i++) {
        cJSON *course_item = cJSON_GetArrayItem(courses_array, i);
        if (course_item != NULL && cJSON_IsObject(course_item)) {
            // 获取嵌套对象中的字段
            cJSON *title_item = cJSON_GetObjectItem(course_item, "title");
            cJSON *credits_item = cJSON_GetObjectItem(course_item, "credits");
            if (title_item != NULL && cJSON_IsString(title_item) &&
                credits_item != NULL && cJSON_IsNumber(credits_item)) {
                printf("  - Title: %s, Credits: %d\n",
                       title_item->valuestring, credits_item->valueint);
            }
        }
    }
}

步骤4：处理嵌套对象

若数组元素或其他字段是嵌套对象,重复步骤2的逻辑即可，若address字段是一个嵌套对象：

"address": {"city": "New York", "zip": "10001"}

解析方式如下：

cJSON *address_item = cJSON_GetObjectItem(root, "address");
if (address_item != NULL && cJSON_IsObject(address_item)) {
    cJSON *city_item = cJSON_GetObjectItem(address_item, "city");
    cJSON *zip_item = cJSON_GetObjectItem(address_item, "zip");
    if (city_item != NULL && cJSON_IsString(city_item) &&
        zip_item != NULL && cJSON_IsString(zip_item)) {
        printf("Address: %s, %s\n", city_item->valuestring, zip_item->valuestring);
    }
}

步骤5：释放内存

解析完成后,必须调用cJSON_Delete(root)释放整个JSON树占用的内存，避免内存泄漏。

cJSON_Delete(root);

完整代码示例

将上述步骤整合,以下是解析嵌套JSON的完整代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    const char *json_string = "{"
        "\"name\": \"Bob\","
        "\"age\": 25,"
        "\"courses\": ["
            "{\"title\": \"Math\", \"credits\": 4},"
            "{\"title\": \"Physics\", \"credits\": 3}"
        "],"
        "\"address\": {\"city\": \"New York\", \"zip\": \"10001\"}"
    "}";
    // 1. 解析JSON字符串
    cJSON *root = cJSON_Parse(json_string);
    if (root == NULL) {
        const char *error_ptr = cJSON_GetErrorPtr();
        if (error_ptr) {
            fprintf(stderr, "JSON解析错误: %s\n", error_ptr);
        }
        return 1;
    }
    // 2. 解析顶层字段
    cJSON *name_item = cJSON_GetObjectItem(root, "name");
    cJSON *age_item = cJSON_GetObjectItem(root, "age");
    if (name_item != NULL && cJSON_IsString(name_item) &&
        age_item != NULL && cJSON_IsNumber(age_item)) {
        printf("姓名: %s

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