什么是 JSON文件

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，它独立于语言，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。JSON基于JavaScript的对象字面量语法，但是它作为一种数据格式，并不仅限于JavaScript中使用，许多编程语言都支持JSON的解析和生成。

一、JSON的基本结构

JSON主要由两种结构构成：

1.1 对象

在大括号{}内，包含零个或多个键值对（key-value pairs）。每个键值对由一个字符串键和一个值组成，键和值之间使用冒号:分隔，不同的键值对之间用逗号,分隔。

{
  "name": "Alice",
  "age": 30,
  "city": "New York"
}

1.2 数组

在方括号[]内，包含有序的值列表，值之间用逗号,分隔。数组中的值可以是任何合法的JSON数据类型，包括对象、数组或其他基本类型。

[
  "apple",
  "banana",
  "cherry"
]

1.3 JSON支持的数据类型

JSON支持的数据类型包括：

字符串（必须用双引号包围）
数字（整数或浮点数）
布尔值（true 或 false）
对象（键值对的集合）
数组（值的有序列表）
null

二、案例说明

2.1 安装 `cJSON` 库（如果使用的是Linux系统）

git clone https://github.com/DaveGamble/cJSON.git
cd cJSON
mkdir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install

2.2 JSON文件 `user_info.json`

{
    "name": "John Doe",
    "age": 30,
    "is_employee": true,
    "address": {
        "street": "123 Main St",
        "city": "Anytown"
    },
    "phone_numbers": [
        "+1234567890",
        "+0987654321"
    ]
}

2.3 C语言程序来读取并解析JSON文件

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <cjson/cJSON.h>

int main() {
    // 打开并读取JSON文件
    FILE *fp = fopen("user_info.json", "r");
    if (!fp) {
        fprintf(stderr, "Failed to open file\n");
        return 1;
    }
    
    // 读取文件内容到缓冲区
    fseek(fp, 0, SEEK_END);
    long fileSize = ftell(fp);
    fseek(fp, 0, SEEK_SET);
    char *buffer = (char*)malloc(fileSize + 1);
    if (!buffer) {
        fclose(fp);
        fprintf(stderr, "Memory allocation failed\n");
        return 1;
    }
    fread(buffer, 1, fileSize, fp);
    fclose(fp);
    buffer[fileSize] = '\0';
    
    // 解析JSON
    cJSON *root = cJSON_Parse(buffer);
    if (!root) {
        free(buffer);
        fprintf(stderr, "Error before: %s\n", cJSON_GetErrorPtr());
        return 1;
    }
    
    // 提取并打印信息
    const char *name = cJSON_GetObjectItem(root, "name")->valuestring;
    int age = cJSON_GetObjectItem(root, "age")->valueint;
    int is_employee = cJSON_IsTrue(cJSON_GetObjectItem(root, "is_employee"));
    
    cJSON *address = cJSON_GetObjectItem(root, "address");
    const char *street = cJSON_GetObjectItem(address, "street")->valuestring;
    const char *city = cJSON_GetObjectItem(address, "city")->valuestring;
    
    cJSON *phone_numbers = cJSON_GetObjectItem(root, "phone_numbers");
    int phone_count = cJSON_GetArraySize(phone_numbers);
    
    printf("Name: %s\n", name);
    printf("Age: %d\n", age);
    printf("Employee: %s\n", is_employee ? "Yes" : "No");
    printf("Address: %s, %s\n", street, city);
    
    for (int i = 0; i < phone_count; i++) {
        const char *number = cJSON_GetArrayItem(phone_numbers, i)->valuestring;
        printf("Phone %d: %s\n", i+1, number);
    }
    
    // 清理
    cJSON_Delete(root);
    free(buffer);
    
    return 0;
}

这个程序首先打开并读取JSON文件的内容，然后使用 cJSON_Parse 函数将其解析成一个JSON对象。之后，通过一系列的 cJSON_GetObjectItem 和 cJSON_IsTrue 调用来提取和验证JSON数据的不同部分，最后打印出来。请注意，运行此程序前确保已经正确安装并配置了 cJSON 库。

三、JSON的用途

数据交换：由于其简洁和可读性，JSON成为Web服务中最常用的数据交换格式之一。无论是Ajax请求还是RESTful API，服务器和客户端之间传递数据时，经常使用JSON格式。
配置文件：很多应用程序和工具使用JSON格式来存储配置信息，因为它易于编辑且结构清晰。
数据存储：虽然不像XML或数据库那样是专门设计用于数据存储的格式，但简单的数据可以方便地以JSON格式保存在文件中，尤其是在不需要复杂查询功能的场景下。
命令行工具和脚本：一些命令行工具和脚本语言使用JSON来传递参数或输出结果，因为它的结构化特性使得处理起来非常方便。
文档说明：部分API文档会采用JSON Schema格式来描述API接口的输入输出结构，有助于开发者理解如何构造请求和解析响应。