怎么用c解析json数据格式文件格式

C语言解析JSON数据格式：从入门到实践指南

在当今软件开发中,JSON（JavaScript Object Notation）作为一种轻量级、易读的数据交换格式，被广泛应用于Web服务、配置文件、数据存储等场景，对于C语言开发者而言，虽然JSON并非语言原生支持，但通过借助成熟的第三方库，可以高效解析JSON数据，本文将详细介绍如何在C语言中解析JSON文件，包括环境准备、核心库选择、解析流程及实战代码示例。

为什么选择C语言解析JSON？

C语言以其高效、灵活的特性在系统开发中占据重要地位，尤其在嵌入式设备、高性能服务器等领域，当需要处理JSON格式的配置文件、网络API返回数据或日志文件时，使用C语言解析可以直接避免语言间的转换开销，同时满足对内存和性能的严格要求。

选择合适的JSON解析库

C语言没有内置JSON解析功能,因此需要依赖第三方库，以下是几种主流库的对比：

库名称	特点	适用场景
cJSON	轻量级（单文件）、API简单、支持双向解析（生成/解析）	嵌入式、移动端、小型项目
Jansson	功能丰富、支持动态类型、错误处理完善	中大型项目、需要严格错误校验
YAJL	流式解析（适合大文件）、高性能	大数据量、实时数据流处理

推荐选择：对于初学者和小型项目，cJSON是最优解，其单文件特性无需复杂依赖，API设计直观，本文将以cJSON为例展开讲解。

环境准备与安装

获取cJSON库

cJSON采用MIT许可证,可通过GitHub官方仓库获取：

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

或直接下载cJSON.h和cJSON.c文件到项目中。

编译环境配置

将cJSON.c和cJSON.h添加到项目中，编译时包含源文件：

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

（注意：cJSON使用了数学库函数，需链接-lm）

JSON数据结构与cJSON对象映射

JSON数据由两种核心结构组成：

对象（Object）：无序键值对集合，如{"name": "Alice", "age": 25}，对应cJSON中的cJSON_Object。
数组（Array）：有序值列表，如[1, "hello", true]，对应cJSON中的cJSON_Array。

其他数据类型（字符串、数字、布尔值、null）均对应cJSON的基本类型（cJSON_String、cJSON_Number等）。

cJSON核心API解析流程

以解析以下JSON文件data.json为例：

{
    "name": "Bob",
    "age": 30,
    "is_student": false,
    "courses": ["Math", "Physics"],
    "address": {
        "city": "New York",
        "zip": 10001
    }
}

步骤1：读取JSON文件到内存

使用标准C文件操作读取文件内容：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
char* read_json_file(const char* filename) {
    FILE* file = fopen(filename, "rb");
    if (!file) {
        perror("Failed to open file");
        return NULL;
    }
    fseek(file, 0, SEEK_END);
    long length = ftell(file);
    fseek(file, 0, SEEK_SET);
    char* buffer = (char*)malloc(length + 1);
    fread(buffer, 1, length, file);
    buffer[length] = '\0';
    fclose(file);
    return buffer;
}

步骤2：解析JSON字符串为cJSON对象

调用cJSON_Parse()将字符串转换为cJSON根对象：

#include "cJSON.h"
cJSON* root = cJSON_Parse(json_string);
if (!root) {
    const char* error_ptr = cJSON_GetErrorPtr();
    if (error_ptr) {
        fprintf(stderr, "Error before: %s\n", error_ptr);
    }
    free(json_string);
    return -1;
}

步骤3：遍历和提取数据

（1）提取键值对（字符串、数字、布尔值）

// 提取字符串
cJSON* name = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "name");
if (cJSON_IsString(name)) {
    printf("Name: %s\n", name->valuestring);
}
// 提取数字
cJSON* age = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "age");
if (cJSON_IsNumber(age)) {
    printf("Age: %d\n", age->valueint);
}
// 提取布尔值
cJSON* is_student = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "is_student");
if (cJSON_IsBool(is_student)) {
    printf("Is Student: %s\n", cJSON_IsTrue(is_student) ? "true" : "false");
}

（2）遍历数组

cJSON* courses = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "courses");
if (cJSON_IsArray(courses)) {
    printf("Courses: ");
    cJSON* course = NULL;
    cJSON_ArrayForEach(course, courses) {
        if (cJSON_IsString(course)) {
            printf("%s ", course->valuestring);
        }
    }
    printf("\n");
}

（3）解析嵌套对象

cJSON* address = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "address");
if (cJSON_IsObject(address)) {
    cJSON* city = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(address, "city");
    cJSON* zip = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(address, "zip");
    if (cJSON_IsString(city) && cJSON_IsNumber(zip)) {
        printf("Address: %s, %d\n", city->valuestring, zip->valueint);
    }
}

步骤4：释放内存

cJSON对象需手动释放,避免内存泄漏：

cJSON_Delete(root);  // 释放cJSON对象树
free(json_string);   // 释放文件内存

完整代码示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "cJSON.h"
char* read_json_file(const char* filename) {
    FILE* file = fopen(filename, "rb");
    if (!file) return NULL;
    fseek(file, 0, SEEK_END);
    long length = ftell(file);
    fseek(file, 0, SEEK_SET);
    char* buffer = (char*)malloc(length + 1);
    fread(buffer, 1, length, file);
    buffer[length] = '\0';
    fclose(file);
    return buffer;
}
int main() {
    const char* filename = "data.json";
    char* json_string = read_json_file(filename);
    if (!json_string) {
        fprintf(stderr, "Failed to read JSON file\n");
        return 1;
    }
    cJSON* root = cJSON_Parse(json_string);
    if (!root) {
        fprintf(stderr, "JSON parse error\n");
        free(json_string);
        return 1;
    }
    // 解析数据
    cJSON* name = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "name");
    cJSON* age = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "age");
    cJSON* is_student = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "is_student");
    cJSON* courses = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "courses");
    cJSON* address = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "address");
    if (cJSON_IsString(name)) printf("Name: %s\n", name->valuestring);
    if (cJSON_IsNumber(age)) printf("Age: %d\n", age->valueint);
    if (cJSON_IsBool(is_student)) printf("Is Student: %s\n", cJSON_IsTrue(is_student) ? "true" : "false");
    if (cJSON_IsArray(courses)) {
        printf("Courses: ");
        cJSON* course = NULL;
        cJSON_ArrayForEach(course, courses) {
            if (cJSON_IsString(course)) printf("%s ", course->valuestring);
        }
        printf("\n");
    }
    if (cJSON_IsObject(address)) {
        cJSON* city = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(address, "city");
        cJSON* zip = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(address, "zip");
        if (cJSON_IsString(city) && cJSON_IsNumber(zip)) {
            printf("Address: %s, %d\n", city->valuestring, zip->valueint);
        }
    }
    // 释放内存
    cJSON_Delete(root);
    free(json_string);
    return 0;
}