c中的字符串怎么按照json格式

C语言字符串如何按照JSON格式处理与应用

在C语言中，字符串处理是基础且核心的操作，而JSON（JavaScript Object Notation）作为一种轻量级的数据交换格式，因易读性和灵活性被广泛应用于前后端交互、配置文件解析等场景，将C语言字符串按照JSON格式规范处理，是许多开发者需要的技能，本文将从JSON格式的基本要求出发，详细讲解C语言字符串如何适配JSON规范，包括JSON字符串的编码规则、常用库的使用方法,以及实际应用中的注意事项。

JSON格式对字符串的基本要求

JSON（RFC 8259标准）对字符串有明确的格式规范,理解这些规范是C语言字符串适配JSON的前提：

字符串定义与边界

JSON字符串必须用双引号（）包围，不能使用单引号（）。"name"是合法的JSON字符串，而'name'或name均不符合规范。

特殊字符转义

JSON字符串中包含以下特殊字符时,必须进行转义处理：

• 双引号（）：转义为\"
• 反斜杠（\）：转义为\\
• 控制字符（如换行符\n、回车符\r、制表符\t等）：转义为\n、\r、\t等
• 其他控制字符（ASCII码0-31）：转义为\uXXXX（XXXX为4位十六进制Unicode码点）

字符串He said "Hello"在JSON中需表示为"He said \"Hello\""，字符串Line1\nLine2需表示为"Line1\nLine2"。

编码要求

JSON字符串必须采用UTF-8编码（或UTF-16/UTF-32，但UTF-8是最主流的），C语言中的char字符串（通常为ASCII或扩展ASCII）若包含非ASCII字符（如中文、日文等），需转换为UTF-8编码才能正确表示为JSON字符串。

C语言字符串适配JSON的常见方法

C语言标准库本身不直接支持JSON解析和生成，因此通常需要借助第三方库或手动实现字符串格式化,以下是几种主流处理方式：

手动拼接JSON字符串（简单场景）

对于结构简单的JSON（如单层键值对），可通过字符串拼接手动构造JSON格式，核心是确保双引号、特殊字符的正确转义，并拼接为{"key":"value"}的结构。

示例：构造单层JSON字符串

#include <stdio.h>
#include <string.h>
// 转义JSON字符串中的特殊字符
void escape_json_string(const char* input, char* output, size_t output_size) {
    size_t i, j;
    for (i = 0, j = 0; input[i] != '\0' && j < output_size - 1; i++) {
        switch (input[i]) {
            case '"':  output[j++] = '\\'; output[j++] = '"'; break;
            case '\\': output[j++] = '\\'; output[j++] = '\\'; break;
            case '\n': output[j++] = '\\'; output[j++] = 'n'; break;
            case '\r': output[j++] = '\\'; output[j++] = 'r'; break;
            case '\t': output[j++] = '\\'; output[j++] = 't'; break;
            default:
                if (input[i] >= 0 && input[i] < 32) {  // 其他控制字符转义为\uXXXX
                    if (j + 6 > output_size - 1) break;  // 确保空间足够
                    sprintf(&output[j], "\\u%04X", (unsigned char)input[i]);
                    j += 6;
                } else {
                    output[j++] = input[i];
                }
        }
    }
    output[j] = '\0';
}
int main() {
    const char* name = "Alice";
    const char* message = "He said \"Hello\"\nWelcome!";
    char escaped_msg[256] = {0};
    escape_json_string(message, escaped_msg, sizeof(escaped_msg));
    // 手动拼接JSON字符串
    char json_str[512];
    snprintf(json_str, sizeof(json_str), 
              "{\"name\":\"%s\",\"message\":\"%s\"}", 
              name, escaped_msg);
    printf("Generated JSON: %s\n", json_str);
    return 0;
}

输出结果：

Generated JSON: {"name":"Alice","message":"He said \"Hello\"\nWelcome!"}

注意事项：

• 手动拼接时需严格计算缓冲区大小，避免溢出（使用snprintf而非sprintf）。
• 转义逻辑需覆盖所有JSON要求的特殊字符,尤其是控制字符和双引号。
• 复杂JSON（如嵌套对象、数组）手动拼接极易出错,不建议在实际项目中使用。

使用第三方库（推荐）

实际开发中，推荐使用成熟的第三方库处理JSON，既能保证格式正确，又能提高效率,以下是几个常用的C语言JSON库：

（1）cJSON：轻量级JSON解析与生成库

cJSON是一个开源、单文件的C语言JSON库，支持JSON的解析、生成、修改等操作，无需额外依赖,适合嵌入式和轻量级应用。

示例：使用cJSON生成JSON字符串

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    // 创建JSON对象
    cJSON* root = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddStringToObject(root, "name", "Bob");
    cJSON_AddStringToObject(root, "city", "New York");
    // 创建嵌套数组
    cJSON* hobbies = cJSON_CreateArray();
    cJSON_AddItemToArray(hobbies, cJSON_CreateString("reading"));
    cJSON_AddItemToArray(hobbies, cJSON_CreateString("swimming"));
    cJSON_AddItemToObject(root, "hobbies", hobbies);
    // 生成JSON字符串（格式化输出）
    char* json_str = cJSON_Print(root);
    printf("Generated JSON:\n%s\n", json_str);
    // 释放内存
    free(json_str);
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

输出结果：

{
    "name": "Bob",
    "city": "New York",
    "hobbies": [
        "reading",
        "swimming"
    ]
}

示例：解析JSON字符串并提取C语言字符串

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    const char* json_str = "{\"name\":\"Charlie\",\"age\":25}";
    cJSON* root = cJSON_Parse(json_str);
    if (root) {
        cJSON* name = cJSON_GetObjectItem(root, "name");
        cJSON* age = cJSON_GetObjectItem(root, "age");
        if (cJSON_IsString(name)) {
            printf("Name: %s\n", name->valuestring);
        }
        if (cJSON_IsNumber(age)) {
            printf("Age: %d\n", age->valueint);
        }
        cJSON_Delete(root);
    } else {
        printf("JSON parse error\n");
    }
    return 0;
}

输出结果：

Name: Charlie
Age: 25

cJSON优势：

• API简单，支持对象、数组、字符串、数字等JSON类型。
• 自动处理字符串转义和内存管理（需手动释放cJSON对象和生成的字符串）。
• 提供cJSON_Print（格式化）和cJSON_PrintUnformatted（紧凑）两种输出方式。

（2）JANSSON：功能丰富的JSON库

JANSSON是一个基于C语言的JSON库，支持流式解析、生成，适合处理大型JSON文件，其API设计更接近现代C语言,支持迭代器操作。

示例：使用JANSSON生成JSON

#include <stdio.h>
#include <jansson.h>
int main() {
    json_t* root = json_object();
    json_object_set_new(root, "name", json_string("David"));
    json_object_set_new(root, "skills", json_pack("[s,s]", "C", "Python"));
    char* json_str = json_dumps(root, JSON_INDENT(4));  // 格式化输出
    printf("Generated JSON:\n%s\n", json_str);
    json_decref(root);  // 释放资源
    free(json_str);
    return 0;
}

输出结果：

{
    "name": "David",
    "skills": [
        "C",
        "Python"
    ]
}

（3）Parson：更简洁的JSON库

Parson是另一个轻量级JSON库，API设计直观，支持动态内存分配,适合小型项目。

示例：使用Parson解析JSON

#include <stdio.h>
#include "parson.h"
int main() {
    const char* json_str = "{\"language\":\"C\",\"version\":\"11\"}";
    JSON_Value* root_value =