json与字符串怎么相互转换

JSON与字符串的相互转换：从基础到实践的全面指南

在Web开发、数据存储和跨语言通信中，JSON（JavaScript Object Notation）因其轻量级、易读和结构化的特点，已成为最常用的数据交换格式之一，而字符串则是编程中最基础的数据类型，无论是网络传输、文件存储还是配置解析，数据常以字符串形式存在，JSON与字符串之间的相互转换，是开发者必备的核心技能，本文将从基础概念出发，结合不同编程语言的实践案例，详细解析JSON与字符串转换的方法、注意事项及常见问题。

JSON与字符串：基础概念解析

什么是JSON？

JSON（JavaScript Object Notation）是一种基于JavaScript语言标准的数据交换格式，采用“键值对”（Key-Value Pair）的方式组织数据，其结构包括两种类型：

• 对象（Object）：用花括号 表示，键值对以 key: value 的形式存在，多个键值对之间用逗号分隔，{"name": "张三", "age": 30}。
• 数组（Array）：用方括号 [] 表示，元素之间用逗号分隔，["apple", "banana", "cherry"]。

JSON的值（value）可以是字符串（用双引号 包裹）、数字、布尔值（true/false）、null、对象或数组。严格区分字符串和JSON：字符串是纯文本数据，而JSON是具有特定结构的数据格式，"{"name": "张三"}" 是一个JSON格式的字符串，而 "{name: "张三"}"（缺少双引号）则不是合法的JSON。

为什么需要JSON与字符串转换？

JSON虽然结构化,但在实际应用中常以字符串形式存在：

• 网络传输：HTTP请求/响应中的数据需通过JSON字符串传输（如RESTful API的请求体和响应体）。
• 文件存储：配置文件（如config.json）、数据库导出的数据常以JSON字符串形式保存到文件。
• 跨语言通信：不同编程语言（如Python、Java、JavaScript）通过JSON字符串实现数据交互，避免语言原生数据类型的兼容性问题。

将JSON对象转换为字符串（序列化）以便传输或存储，或将字符串转换为JSON对象（反序列化）以便程序处理，是开发中的高频操作。

JSON字符串 → JSON对象：反序列化（解析）

反序列化（Deserialization）是指将符合JSON格式的字符串转换为编程语言中的原生数据结构（如JavaScript的Object/Array、Python的dict/list等），不同语言提供了内置方法或库来实现这一操作。

JavaScript：JSON.parse()

JavaScript中,使用全局对象JSON的parse()方法将JSON字符串解析为对象或数组。

示例代码：

// JSON字符串
const jsonString = '{"name": "李四", "age": 25, "hobbies": ["reading", "coding"]}';
// 反序列化为JavaScript对象
const obj = JSON.parse(jsonString);
console.log(obj); // 输出: { name: '李四', age: 25, hobbies: [ 'reading', 'coding' ] }
console.log(obj.name); // 输出: 李四
console.log(obj.hobbies[0]); // 输出: reading
// JSON数组字符串
const jsonArrayString = '[{"id": 1, "task": "学习"}, {"id": 2, "task": "工作"}]';
const arr = JSON.parse(jsonArrayString);
console.log(arr); // 输出: [ { id: 1, task: '学习' }, { id: 2, task: '工作' } ]

注意事项：

• 字符串格式必须合法：JSON字符串必须严格遵循JSON规范（如键必须用双引号、字符串值必须用双引号），否则会抛出SyntaxError。

  const invalidJson = "{'name': '王五'}"; // 键用单引号，非法
  JSON.parse(invalidJson); // 报错: SyntaxError: Unexpected token ' in JSON

• 处理异常：使用try-catch捕获解析错误，避免程序中断。

  try {
    JSON.parse(invalidJson);
  } catch (error) {
    console.error("JSON解析失败:", error.message);
  }

Python：json.loads()

Python中,使用json模块的loads()（load string）方法将JSON字符串转换为字典（dict）或列表（list）。

示例代码：

import json
# JSON字符串
json_string = '{"name": "赵六", "age": 28, "is_student": false}'
# 反序列化为Python字典
data_dict = json.loads(json_string)
print(data_dict)  # 输出: {'name': '赵六', 'age': 28, 'is_student': False}
print(data_dict["name"])  # 输出: 赵六
# JSON数组字符串
json_array_string = '[{"city": "北京"}, {"city": "上海"}]'
data_list = json.loads(json_array_string)
print(data_list)  # 输出: [{'city': '北京'}, {'city': '上海'}]

注意事项：

• 数据类型映射：JSON数据会自动转换为Python对应类型：
  • JSON string → Python str
  • JSON number → Python int/float
  • JSON boolean → Python bool
  • JSON null → Python None
• 异常处理：非法JSON字符串会抛出json.JSONDecodeError，需用try-except捕获。

  invalid_json = "{'key': 'value'}"  # 单引号非法
  try:
      json.loads(invalid_json)
  except json.JSONDecodeError as e:
      print(f"JSON解析失败: {e}")  # 输出: JSON解析失败: Expecting property name enclosed in double quotes: line 1 column 2 (char 1)

Java：Jackson/Gson库

Java没有内置的JSON解析方法,需借助第三方库（如Jackson、Gson、Fastjson），以Jackson为例：

准备工作：

添加Jackson依赖（Maven）：

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    <version>2.13.0</version>
</dependency>

示例代码：

import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
public class JsonParseExample {
    public static void main(String[] args) {
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        String jsonString = "{\"name\": \"钱七\", \"age\": 35, \"isMarried\": true}";
        try {
            // 反序列化为Java对象（需定义User类）
            User user = objectMapper.readValue(jsonString, User.class);
            System.out.println(user.getName()); // 输出: 钱七
            System.out.println(user.getAge());  // 输出: 35
            // 反序列化为List
            String jsonArrayString = "[{\"city\": \"广州\"}, {\"city\": \"深圳\"}]";
            List<City> cities = objectMapper.readValue(jsonArrayString, 
                new TypeReference<List<City>>() {});
            System.out.println(cities.get(0).getCity()); // 输出: 广州
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
// 定义User类（需与JSON键名匹配）
class User {
    private String name;
    private int age;
    private boolean isMarried;
    // getters和setters
}
class City {
    private String city;
    // getters和setters
}

注意事项：

• 对象属性匹配：JSON的键需与Java类的属性名一致（可通过注解@JsonProperty("key")自定义映射）。
• 异常处理：需捕获JsonProcessingException。

JSON对象 → JSON字符串：序列化

序列化（Serialization）是指将编程语言中的原生数据结构（如JavaScript的Object/Array、Python的dict/list）转换为JSON字符串，以便传输或存储。

JavaScript：JSON.stringify()

JavaScript中,使用JSON.stringify()方法将对象或数组序列化为JSON字符串。

示例代码：

// JavaScript对象
const obj = {
  name: "孙八",
  age: 40,
  hobbies: ["travel", "photography"],
  address: null
};
// 序列化为JSON字符串
const jsonString = JSON.stringify(obj);
console.log(jsonString); 
// 输出: {"name":"孙八","age":40,"hobbies":["travel","photography"],"address":null}
// 格式化输出（缩进2个空格）
const formattedJsonString = JSON.stringify(obj, null, 2);
console.log(formattedJsonString);
/* 输出:
{
  "name": "孙八",
  "age":