c如何生成json字符串

在C语言中生成JSON字符串的实用指南

在C语言中处理JSON数据曾是一大挑战，因为C语言本身没有内置的JSON支持，但随着开源库的发展，开发者可以借助第三方库轻松生成JSON字符串，本文将介绍几种主流方法，从简单的键值对构建到复杂嵌套结构的生成,帮助你在C语言项目中高效生成JSON数据。

为什么在C中需要生成JSON？

JSON（JavaScript Object Notation）因其轻量级、易读性和跨平台兼容性，成为现代应用中数据交换的主流格式，在C语言项目中，无论是嵌入式系统、后端服务还是客户端工具，常需要将结构化数据转换为JSON字符串，以便与Web前端、其他服务或API交互。

• 传感器数据上传到云平台,需封装为JSON格式；
• C++/Python调用C语言编写的接口,通过JSON传递参数；
• 日志系统将结构化日志输出为JSON,方便后续分析。

选择合适的JSON库

C语言中没有内置的JSON处理能力，因此需要借助第三方库，以下是几款主流的JSON生成库,各有特点：

cJSON因“单文件、无依赖、易集成”的优势，成为最常用的选择,本文将以cJSON为例详细介绍JSON生成方法。

使用cJSON生成JSON字符串

获取cJSON库

cJSON的核心代码仅包含cJSON.h和cJSON.c两个文件，可以从官方GitHub仓库下载,或直接复制源代码到项目中。

基本API介绍

cJSON通过“创建节点-添加数据-构建结构-序列化”的流程生成JSON,核心API包括：

实战示例：生成简单JSON

假设要生成以下JSON字符串：

{
    "name": "张三",
    "age": 25,
    "isStudent": false,
    "scores": [90, 85, 88]
}

实现代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    // 1. 创建根对象
    cJSON *root = cJSON_CreateObject();
    // 2. 添加键值对
    cJSON_AddStringToObject(root, "name", "张三");    // 字符串类型
    cJSON_AddNumberToObject(root, "age", 25);        // 数字类型
    cJSON_AddBoolToObject(root, "isStudent", cJSON_False); // 布尔值
    // 3. 创建数组并添加到对象
    cJSON *scores = cJSON_CreateArray();
    cJSON_AddItemToArray(scores, cJSON_CreateNumber(90));
    cJSON_AddItemToArray(scores, cJSON_CreateNumber(85));
    cJSON_AddItemToArray(scores, cJSON_CreateNumber(88));
    cJSON_AddItemToObject(root, "scores", scores);   // 将数组添加到对象
    // 4. 序列化为JSON字符串
    char *json_str = cJSON_Print(root);
    if (json_str != NULL) {
        printf("生成的JSON字符串:\n%s\n", json_str);
        free(json_str); // cJSON_Print需手动释放字符串内存
    }
    // 5. 释放JSON结构内存
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

输出结果：

{
    "name":    "张三",
    "age":     25,
    "isStudent": false,
    "scores":  [90,85,88]
}

注意：cJSON_Print()生成的字符串会自动格式化（含缩进和换行），若需紧凑格式（无多余空格），可使用cJSON_PrintUnformatted()。

生成嵌套JSON

JSON支持嵌套结构（对象中嵌套对象或数组），例如生成以下JSON：

{
    "user": {
        "id": 1001,
        "contact": {
            "email": "zhangsan@example.com",
            "phone": "13800138000"
        }
    },
    "hobbies": ["reading", "swimming", "coding"]
}

实现代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"
int main() {
    cJSON *root = cJSON_CreateObject();
    // 创建嵌套的user对象
    cJSON *user = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddNumberToObject(user, "id", 1001);
    // 创建嵌套的contact对象
    cJSON *contact = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddStringToObject(contact, "email", "zhangsan@example.com");
    cJSON_AddStringToObject(contact, "phone", "13800138000");
    cJSON_AddItemToObject(user, "contact", contact); // contact嵌套到user
    cJSON_AddItemToObject(root, "user", user); // user嵌套到root
    // 创建hobbies数组
    cJSON *hobbies = cJSON_CreateArray();
    cJSON_AddItemToArray(hobbies, cJSON_CreateString("reading"));
    cJSON_AddItemToArray(hobbies, cJSON_CreateString("swimming"));
    cJSON_AddItemToArray(hobbies, cJSON_CreateString("coding"));
    cJSON_AddItemToObject(root, "hobbies", hobbies);
    // 序列化并输出
    char *json_str = cJSON_Print(root);
    printf("%s\n", json_str);
    free(json_str);
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

输出结果：

{
    "user": {
        "id": 1001,
        "contact": {
            "email": "zhangsan@example.com",
            "phone": "13800138000"
        }
    },
    "hobbies": ["reading","swimming","coding"]
}

动态生成JSON（从变量或文件读取）

实际项目中，JSON数据常来自变量、文件或用户输入,以下示例展示如何从结构体变量动态生成JSON：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "cJSON.h"
// 定义学生结构体
typedef struct {
    char name[32];
    int age;
    float score;
} Student;
int main() {
    Student stu = {"李四", 20, 92.5f};
    cJSON *root = cJSON_CreateObject();
    cJSON_AddStringToObject(root, "name", stu.name);
    cJSON_AddNumberToObject(root, "age", stu.age);
    cJSON_AddNumberToObject(root, "score", stu.score);
    char *json_str = cJSON_Print(root);
    printf("从结构体生成的JSON:\n%s\n", json_str);
    free(json_str);
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

输出结果：

{
    "name": "李四",
    "age": 20,
    "score": 92.5
}

内存管理注意事项

cJSON使用动态内存分配，必须手动释放内存，否则会导致内存泄漏,释放规则如下：

1. 释放JSON结构：使用cJSON_Delete(root)释放整个JSON树（包括所有嵌套节点）。
2. 释放序列化字符串：cJSON_Print()和cJSON_PrintUnformatted()返回的字符串需用free()释放。

错误示例（内存泄漏）：

cJSON *root = cJSON_CreateObject();
cJSON_AddStringToObject(root, "key", "value");
char *json_str = cJSON_Print(root);
printf("%s\n", json_str);
// 忘记free(json_str)和cJSON_Delete(root)！

正确做法：

char *json_str = cJSON_Print(root);
printf("%s\n", json_str);
free(json_str);      // 释放字符串
cJSON_Delete(root);  // 释放JSON结构

其他库简介

Jansson库