js JSON 对象

重点：

1. 理解 JSON 出现的背景（知道 JSON 是为了解决什么问题而出现的）
2. 将 JSON 字符串 s 转换成对应的值：JSON.parse(s)
3. 将值 val 转为 JSON 字符串：JSON.stringify(val)

在实现 JSON 字符串和值之间的相互转换过程中，还可以做一些自定义的转换配置，详情见下文。

JSON 格式

JSON 格式（JavaScript Object Notation 的缩写）是一种用于数据交换的文本格式，2001年由 Douglas Crockford 提出，目的是取代繁琐笨重的 XML 格式。

相比 XML 格式，JSON 格式有两个显著的优点：书写简单，一目了然；符合 JavaScript 原生语法，可以由解释引擎直接处理，不用另外添加解析代码。所以，JSON 迅速被接受，已经成为各大网站交换数据的标准格式，并被写入标准。

每个 JSON 对象就是一个值，可能是一个数组或对象，也可能是一个原始类型的值。总之，只能是一个值，不能是两个或更多的值。

JSON 对值的类型和格式有严格的规定。

1. 复合类型的值只能是数组或对象，不能是函数、正则表达式对象、日期对象。
2. 原始类型的值只有四种：字符串、数值（必须以十进制表示）、布尔值和null（不能使用NaN, Infinity, -Infinity和undefined）。
3. 字符串必须使用双引号表示，不能使用单引号。
4. 对象的键名必须放在双引号里面。
5. 数组或对象最后一个成员的后面，不能加逗号。

以下都是合法的 JSON。

["one", "two", "three"]
{ "one": 1, "two": 2, "three": 3 }
{"names": ["张三", "李四"] }
[ { "name": "张三"}, {"name": "李四"} ]

以下都是不合法的 JSON。

{ name: "张三", 'age': 32 }  // 属性名必须使用双引号
[32, 64, 128, 0xFFF] // 不能使用十六进制值
{ "name": "张三", "age": undefined } // 不能使用 undefined
{ "name": "张三",
  "birthday": new Date('Fri, 26 Aug 2011 07:13:10 GMT'),
  "getName": function () {
      return this.name;
  }
} // 属性值不能使用函数和日期对象

注意，null、空数组和空对象都是合法的 JSON 值。

JSON 对象

JSON对象是 JavaScript 的原生对象，用来处理 JSON 格式数据。它有两个静态方法：JSON.stringify()和JSON.parse()。

JSON.stringify()

基本用法

**JSON.stringify()**方法用于将一个值转为 JSON 字符串。该字符串符合 JSON 格式，并且可以被JSON.parse()方法还原。

JSON.stringify('abc') // ""abc""
JSON.stringify(1) // "1"
JSON.stringify(false) // "false"
JSON.stringify([]) // "[]"
JSON.stringify({}) // "{}"
JSON.stringify([1, "false", false])
// '[1,"false",false]'
JSON.stringify({ name: "张三" })
// '{"name":"张三"}'

上面代码将各种类型的值，转成 JSON 字符串。

注意，对于原始类型的字符串，转换结果会带双引号。

JSON.stringify('foo') === "foo" // false
JSON.stringify('foo') === "\"foo\"" // true

上面代码中，字符串foo，被转成了"\"foo\""。这是因为将来还原的时候，内层双引号可以让 JavaScript 引擎知道，这是一个字符串，而不是其他类型的值。

JSON.stringify(false) // "false"
JSON.stringify('false') // "\"false\""

上面代码中，如果不是内层的双引号，将来还原的时候，引擎就无法知道原始值是布尔值还是字符串。

如果对象的属性是**undefined**、函数或 XML 对象，该属性会被**JSON.stringify()**过滤。

var obj = {
  a: undefined,
  b: function () {}
};
JSON.stringify(obj) // "{}"

上面代码中，对象obj的a属性是undefined，而b属性是一个函数，结果都被JSON.stringify过滤。

如果数组的成员是**undefined**、函数或 XML 对象，则这些值被转成**null**。

var arr = [undefined, function () {}];
JSON.stringify(arr) // "[null,null]"

上面代码中，数组arr的成员是undefined和函数，它们都被转成了null。

正则对象会被转成空对象。

JSON.stringify(/foo/) // "{}"

**JSON.stringify()**方法会忽略对象的不可遍历的属性。

var obj = {};
Object.defineProperties(obj, {
  'foo': {
    value: 1,
    enumerable: true
  },
  'bar': {
    value: 2,
    enumerable: false
  }
});
JSON.stringify(obj); // "{"foo":1}"

上面代码中，bar是obj对象的不可遍历属性，JSON.stringify方法会忽略这个属性。

第二个参数

**JSON.stringify()**方法还可以接受一个数组，作为第二个参数，指定参数对象的哪些属性需要转成字符串。

var obj = {
  'prop1': 'value1',
  'prop2': 'value2',
  'prop3': 'value3'
};
var selectedProperties = ['prop1', 'prop2'];
JSON.stringify(obj, selectedProperties)
// "{"prop1":"value1","prop2":"value2"}"

上面代码中，JSON.stringify()方法的第二个参数指定，只转prop1和prop2两个属性。

这个类似白名单的数组，只对对象的属性有效，对数组无效。

JSON.stringify(['a', 'b'], ['0'])
// "["a","b"]"
JSON.stringify({0: 'a', 1: 'b'}, ['0'])
// "{"0":"a"}"

上面代码中，第二个参数指定 JSON 格式只转0号属性，实际上对数组是无效的，只对对象有效。

第二个参数还可以是一个函数，用来更改**JSON.stringify()**的返回值。

function f(key, value) {
  if (typeof value === "number") {
    value = 2 * value;
  }
  return value;
}
JSON.stringify({ a: 1, b: 2 }, f)
// '{"a": 2,"b": 4}'

上面代码中的f函数，接受两个参数，分别是被转换的对象的键名和键值。如果键值是数值，就将它乘以2，否则就原样返回。

注意，这个处理函数是递归处理所有的键。

var obj = {a: {b: 1}};
function f(key, value) {
  console.log("["+ key +"]:" + value);
  return value;
}
JSON.stringify(obj, f)
// []:[object Object]
// [a]:[object Object]
// [b]:1
// '{"a":{"b":1}}'

上面代码中，对象obj一共会被f函数处理三次，输出的最后那行是JSON.stringify()的默认输出。第一次键名为空，键值是整个对象obj；第二次键名为a，键值是{b: 1}；第三次键名为b，键值为1。

递归处理中，每一次处理的对象，都是前一次返回的值。

var obj = {a: 1};
function f(key, value) {
  if (typeof value === 'object') {
    return {b: 2};
  }
  return value * 2;
}
JSON.stringify(obj, f)
// "{"b": 4}"

上面代码中，f函数修改了对象obj，接着JSON.stringify()方法就递归处理修改后的对象obj。

如果处理函数返回**undefined**或没有返回值，则该属性会被忽略。

function f(key, value) {
  if (typeof(value) === "string") {
    return undefined;
  }
  return value;
}
JSON.stringify({ a: "abc", b: 123 }, f)
// '{"b": 123}'

上面代码中，a属性经过处理后，返回undefined，于是该属性被忽略了。

第三个参数

**JSON.stringify()**还可以接受第三个参数，用于增加返回的 JSON 字符串的可读性。

默认返回的是单行字符串，对于大型的 JSON 对象，可读性非常差。第三个参数使得每个属性单独占据一行，并且将每个属性前面添加指定的前缀（不超过10个字符）。

// 默认输出
JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 })
// JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 })
// 分行输出
JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 }, null, '\t')
// {
//     "p1": 1,
//     "p2": 2
// }

上面例子中，第三个属性\t在每个属性前面添加一个制表符，然后分行显示。

第三个属性如果是一个数字，则表示每个属性前面添加的空格（最多不超过10个）。

JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 }, null, 2);
/*
"{
  "p1": 1,
  "p2": 2
}"
*/

参数对象的 toJSON() 方法

如果参数对象有自定义的**toJSON()**方法，那么**JSON.stringify()**会使用这个方法的返回值作为参数，而忽略原对象的其他属性。

下面是一个普通的对象。

var user = {
  firstName: '三',
  lastName: '张',
  get fullName(){
    return this.lastName + this.firstName;
  }
};
JSON.stringify(user)
// "{"firstName":"三","lastName":"张","fullName":"张三"}"

现在，为这个对象加上toJSON()方法。

var user = {
  firstName: '三',
  lastName: '张',
  get fullName(){
    return this.lastName + this.firstName;
  },
  toJSON: function () {
    return {
      name: this.lastName + this.firstName
    };
  }
};
JSON.stringify(user)
// "{"name":"张三"}"

上面代码中，JSON.stringify()发现参数对象有toJSON()方法，就直接使用这个方法的返回值作为参数，而忽略原对象的其他参数。

**Date**对象就有一个自己的**toJSON()**方法。

var date = new Date('2015-01-01');
date.toJSON() // "2015-01-01T00:00:00.000Z"
JSON.stringify(date) // ""2015-01-01T00:00:00.000Z""

上面代码中，JSON.stringify()发现处理的是Date对象实例，就会调用这个实例对象的toJSON()方法，将该方法的返回值作为参数。

**toJSON()**方法的一个应用是，将正则对象自动转为字符串。因为**JSON.stringify()**默认不能转换正则对象，但是设置了**toJSON()**方法以后，就可以转换正则对象了。

var obj = {
  reg: /foo/
};
// 不设置 toJSON 方法时
JSON.stringify(obj) // "{"reg":{}}"
// 设置 toJSON 方法时
RegExp.prototype.toJSON = RegExp.prototype.toString;
JSON.stringify(/foo/) // ""/foo/""

上面代码在正则对象的原型上面部署了toJSON()方法，将其指向toString()方法，因此转换成 JSON 格式时，正则对象就先调用toJSON()方法转为字符串，然后再被JSON.stringify()方法处理。

JSON.parse()

JSON.parse()方法用于将 JSON 字符串转换成对应的值。

JSON.parse('{}') // {}
JSON.parse('true') // true
JSON.parse('"foo"') // "foo"
JSON.parse('[1, 5, "false"]') // [1, 5, "false"]
JSON.parse('null') // null
var o = JSON.parse('{"name": "张三"}');
o.name // 张三

如果传入的字符串不是有效的 JSON 格式，JSON.parse()方法将报错。

JSON.parse("'String'") // illegal single quotes
// SyntaxError: Unexpected token ILLEGAL

上面代码中，双引号字符串中是一个单引号字符串，因为单引号字符串不符合 JSON 格式，所以报错。

为了处理解析错误，可以将JSON.parse()方法放在try...catch代码块中。

try {
  JSON.parse("'String'");
} catch(e) {
  console.log('parsing error');
}

JSON.parse()方法可以接受一个处理函数，作为第二个参数，用法与JSON.stringify()方法类似。

function f(key, value) {
  if (key === 'a') {
    return value + 10;
  }
  return value;
}
JSON.parse('{"a": 1, "b": 2}', f)
// {a: 11, b: 2}

上面代码中，JSON.parse()的第二个参数是一个函数，如果键名是a，该函数会将键值加上10。

XML vs JSON

问1：XML 格式和 JSON 格式分别是什么样呢？

XML（Extensible Markup Language）是一种可扩展标记语言，可以用来描述数据的结构和语义，是一种用于存储和传输数据的格式。一个简单的 XML 示例如下：

<person>
  <name>John Doe</name>
  <age>30</age>
  <city>New York</city>
</person>

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，易于人阅读和编写，也易于机器解析和生成。JSON 基于 JavaScript 语言的对象字面量表示法，但是独立于语言和平台。一个简单的 JSON 示例如下：

{
  "name": "John Doe",
  "age": 30,
  "city": "New York"
}

问2：XML 的缺点是？

1. 冗余：XML 通常会包含大量的标签，这使得 XML 数据在网络上传输时可能会占用更多的带宽。
2. 可读性：虽然 XML 是为了易于阅读和理解而设计的，但是对于大型的 XML 文档，其结构可能会变得复杂和难以理解。
3. 解析复杂度：与 JSON 相比，解析 XML 的复杂性更高，可能需要更多的计算资源。
4. 语言无关性：尽管 XML 被设计为跨语言和平台，但其处理和操作在不同语言之间可能会有所不同。

问3：JSON 的优点是？

1. 简洁：JSON 数据格式比 XML 更加简洁，因为它不需要结束标签，可以减少数据的大小，使传输更快。
2. 易于解析：JSON 数据可以由 JavaScript 直接解析并生成 JavaScript 对象，处理起来更简单高效。
3. 易于阅读：对于大多数开发者来说，JSON 结构更易于阅读和编写。
4. 语言无关性：JSON 格式被许多编程语言支持，包括 Python、Ruby、Java、JavaScript 和许多其他语言。

参考链接

• MDN, Using native JSON
• MDN, JSON.parse
• Dr. Axel Rauschmayer, JavaScript’s JSON API
• Jim Cowart, What You Might Not Know About JSON.stringify()
• Marco Rogers, What is JSON?