如何用c解析json数据

如何用C语言解析JSON数据：从入门到实践

JSON（JavaScript Object Notation）作为一种轻量级的数据交换格式，因其易读性强、解析高效等特点，已成为Web开发、移动应用开发以及跨系统通信中广泛使用的数据格式，在C语言开发中，如何高效、安全地解析JSON数据，是许多开发者面临的实际问题，本文将详细介绍C语言解析JSON的主流方法、常用库选择、具体实现步骤及注意事项，帮助开发者快速JSON解析的核心技能。

为什么在C语言中需要解析JSON？

C语言虽以高性能、底层控制能力强著称，但原生不提供JSON解析功能，在实际开发中，无论是读取配置文件、处理网络API返回数据，还是与嵌入式设备交互，常常需要解析JSON格式的数据，一个典型的JSON对象可能如下：

{
    "name": "Alice",
    "age": 30,
    "isStudent": false,
    "courses": ["Math", "Physics"]
}

我们需要从中提取name、age等字段，这就依赖JSON解析库的支持。

主流C语言JSON解析库对比

选择合适的解析库是高效处理JSON的关键,C语言生态中常用的JSON解析库包括以下几种：

库名	特点	适用场景
cJSON	轻量级（单文件，无需依赖）、API简单、性能较高	嵌入式、移动端、对体积敏感的场景
Jansson	功能丰富（支持JSON生成与解析）、内存管理安全、错误处理完善	服务器端、复杂JSON结构处理
yajl	流式解析（适合大文件）、SAX风格事件驱动	大数据量、实时流数据处理
ujson	极致性能（基于状态机）、只读解析、内存占用低	对解析速度要求极高的场景

cJSON因轻量易用、文档丰富，成为初学者和中小型项目的首选，本文将以cJSON为例展开讲解。

使用cJSON解析JSON：实战步骤

获取与安装cJSON

cJSON是单文件库,只需从GitHub仓库下载cJSON.h和cJSON.c，即可直接集成到项目中，在Linux环境下通过git克隆：

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

然后将cJSON.c和cJSON.h添加到项目中，编译时链接即可（如gcc main.c cJSON.c -o json_parser）。

解析JSON的核心流程

以解析上文示例的JSON数据为例,解析流程可分为以下步骤：

（1）包含头文件与初始化

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    // 示例JSON字符串
    char *json_string = "{\"name\":\"Alice\",\"age\":30,\"isStudent\":false,\"courses\":[\"Math\",\"Physics\"]}";
    // 解析JSON字符串
    cJSON *root = cJSON_Parse(json_string);
    if (!root) {
        printf("Error parsing JSON: %s\n", cJSON_GetErrorPtr());
        return 1;
    }
    // 解析逻辑...
    // 释放JSON内存
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

说明：cJSON_Parse()将JSON字符串解析为cJSON对象树，失败时返回NULL，可通过cJSON_GetErrorPtr()获取错误信息，解析完成后必须调用cJSON_Delete()释放内存，避免内存泄漏。

（2）获取JSON值（按类型提取）

cJSON通过不同类型的节点表示JSON数据（如cJSON_String、cJSON_Number、cJSON_Array等），需根据字段类型选择对应的API提取值：

提取字符串（如name字段）：

cJSON *name_node = cJSON_GetObjectItem(root, "name");
if (cJSON_IsString(name_node)) {
    printf("Name: %s\n", name_node->valuestring);
}

提取数值（如age字段）：

cJSON *age_node = cJSON_GetObjectItem(root, "age");
if (cJSON_IsNumber(age_node)) {
    printf("Age: %d\n", age_node->valueint); // 或 age_node->valuedouble
}

提取布尔值（如isStudent字段）：

cJSON *is_student_node = cJSON_GetObjectItem(root, "isStudent");
if (cJSON_IsBool(is_student_node)) {
    printf("Is Student: %s\n", cJSON_IsTrue(is_student_node) ? "true" : "false");
}

遍历数组（如courses字段）：

cJSON *courses_node = cJSON_GetObjectItem(root, "courses");
if (cJSON_IsArray(courses_node)) {
    int course_count = cJSON_GetArraySize(courses_node);
    printf("Courses: ");
    for (int i = 0; i < course_count; i++) {
        cJSON *course = cJSON_GetArrayItem(courses_node, i);
        if (cJSON_IsString(course)) {
            printf("%s ", course->valuestring);
        }
    }
    printf("\n");
}

（3）完整代码示例

将上述步骤整合,完整代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    char *json_string = "{\"name\":\"Alice\",\"age\":30,\"isStudent\":false,\"courses\":[\"Math\",\"Physics\"]}";
    cJSON *root = cJSON_Parse(json_string);
    if (!root) {
        printf("Error parsing JSON: %s\n", cJSON_GetErrorPtr());
        return 1;
    }
    // 提取字段
    cJSON *name_node = cJSON_GetObjectItem(root, "name");
    cJSON *age_node = cJSON_GetObjectItem(root, "age");
    cJSON *is_student_node = cJSON_GetObjectItem(root, "isStudent");
    cJSON *courses_node = cJSON_GetObjectItem(root, "courses");
    // 输出结果
    printf("Name: %s\n", cJSON_IsString(name_node) ? name_node->valuestring : "N/A");
    printf("Age: %d\n", cJSON_IsNumber(age_node) ? age_node->valueint : -1);
    printf("Is Student: %s\n", cJSON_IsBool(is_student_node) ? (cJSON_IsTrue(is_student_node) ? "true" : "false") : "N/A");
    if (cJSON_IsArray(courses_node)) {
        printf("Courses: ");
        for (int i = 0; i < cJSON_GetArraySize(courses_node); i++) {
            cJSON *course = cJSON_GetArrayItem(courses_node, i);
            if (cJSON_IsString(course)) {
                printf("%s ", course->valuestring);
            }
        }
        printf("\n");
    }
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

输出结果：

Name: Alice  
Age: 30  
Is Student: false  
Courses: Math Physics

高级用法：生成JSON与错误处理

cJSON不仅能解析JSON,还能反向生成JSON字符串，构建一个与示例JSON结构相同的对象：

cJSON *root = cJSON_CreateObject();
cJSON_AddStringToObject(root, "name", "Bob");
cJSON_AddNumberToObject(root, "age", 25);
cJSON_AddBoolToObject(root, "isStudent", cJSON_True);
cJSON *courses = cJSON_CreateArray();
cJSON_AddItemToArray(courses, cJSON_CreateString("Chemistry"));
cJSON_AddItemToArray(courses, cJSON_CreateString("Biology"));
cJSON_AddItemToObject(root, "courses", courses);
// 转换为字符串（需手动释放）
char *json_output = cJSON_Print(root);
printf("Generated JSON: %s\n", json_output);
free(json_output); // cJSON_Print需手动释放返回的字符串
cJSON_Delete(root);

输出结果：

Generated JSON: {"name":"Bob","age":25,"isStudent":true,"courses":["Chemistry","Biology"]}

错误处理：cJSON通过cJSON_GetErrorPtr()返回解析出错的位置，例如JSON字符串中缺少引号时：

char *invalid_json = "{\"name\":\"Alice\", age:30}"; // 缺少age的引号
cJSON *root = cJSON_Parse(invalid_json);
if (!root) {
    printf("Parse error near: %s\n", cJSON_GetErrorPtr());
}