cJSON的使用

1 安装cJSON

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

下载完成后进入cJSON目录，执行下面命令生成Makefile文件
```
mkdir build
cd build
cmake ..
```
执行下面命令安装cJSON库
```
make install
```
- 默认将头文件安装到/usr/local/include/cjson路径下
- 默认将链接库安装到/usr/local/lib路径下

一些CMake选项介绍

选项	功能	默认值
`-DENABLE_CJSON_TEST`	开启编译tests	On
`-DENABLE_CJSON_UTILS`	开启编译cJSON_Utils	Off
`-DENABLE_TARGET_EXPORT`	开启CMake目标导出	On
`-DENABLE_CUSTOM_COMPILER_FLAGS`	开启自定义编译选项	On
`-DENABLE_VALGRIND`	使用valgrind运行tests	Off
`-DENABLE_SANITIZERS`	使用AddressSanitizer和UndefinedBehaviorSanitizer编译cJSON	Off
`-DENABLE_SAFE_STACK`	开启SafeStack工具检测（目前只能在Clang编译器上工作）	Off
`-DBUILD_SHARED_LIBS`	编译动态库	On
`-DBUILD_SHARED_AND_STATIC_LIBS`	编译动态库和静态库	Off
`-DCMAKE_INSTALL_PREFIX`	设置安装路径前缀
`-DENABLE_LOCALES`	开启使用localeconv方法	On
`-DCJSON_OVERRIDE_BUILD_SHARED_LIBS`	使用`-DCJSON_BUILD_SHARED_LIBS`覆盖`BUILD_SHARED_LIBS`的值

在代码中引入头文件
```
#include <cjson/cJSON.h>
```

2 cJSON数据结构

cJSON使用cJSON结构体表示JSON数据

typedef struct cJSON
{
    /* next和prev允许你遍历array/object链，或者使用GetArraySize/GetArrayItem/GetObjectItem方法 */
    struct cJSON *next;
    struct cJSON *prev;
    /* array/object会拥有child指针，指向它包含的一连串元素 */
    struct cJSON *child;

    /* 类型 */
    int type;

    /* 如果type为cJSON_String或cJSON_Raw，使用它保存string值 */
    char *valuestring;
    /* 将值写入valueint已过时，使用cJSON_SetNumberValue代替 */
    int valueint;
    /* 如果type为cJSON_Number，使用它保存number值 */
    double valuedouble;
    /* 如果该节点是array或者object的子元素，则使用它保存名称字符串 */
    char *string;
} cJSON;

type取值

取值	含义	备注	检查
`cJSON_Invalid`	非法	不包含任何值	`cJSON_IsInvalid`
`cJSON_False`	`false`		`cJSON_IsFalse`/`cJSON_IsBool`
`cJSON_True`	`true`		`cJSON_IsTrue`/`cJSON_IsBool`
`cJSON_NULL`	`null`		`cJSON_IsNull`
`cJSON_Number`	数字	值将以`double`类型保存在`valuedouble`中，同时也保存在`valueint`中，如果超出整形范围，则`valueint`值为`INT_MAX`或者`INT_MIN`	`cJSON_IsNumber`
`cJSON_String`	字符串	以`''`结尾的形式保存在`valuestring`中	`cJSON_IsString`
`cJSON_Array`	数组	`child`指针指向数组中各个元素，各元素通过`next`/`prev`指针串在一起形成链表	`cJSON_IsArray`
`cJSON_Object`	对象	同数组保存形式相同，只不过对象中的各个元素会将它们的key值存储在`string`中	`cJSON_IsObject`
`cJSON_Raw`	任意JSON类型	以`''`结尾的形式保存在`valuestring`中，使用cJSON解析时不会生成这个类型，并且cJSON不会校验JSON的合法性	`cJSON_IsRaw`
`cJSON_IsReference`	引用	`child`指向的元素或者`valuestring`不被当前节点拥有，当使用`cJSON_Delete`时，只会释放当前节点，而不会释放它的`child`和`valuestring`
`cJSON_StringIsConst`	常量字符串	`string`指向一个常量字符串，当使用`cJSON_Delete`时，将不会释放`string`

3 创建cJSON数据

对于每种type，都有一个与之对应的cJSON_Create...方法用于创建该类型的节点，所有方法都会创建一个cJSON结构体，可以使用cJSON_Delete释放它

注意：

不能使用cJSON_Delete释放array或object当中的元素，当array或者object被释放时，其中的元素也会自动释放
可以使用cJSON_SetValueString改变cJSON_String节点的valuestring值，而不需要手动释放之前的valuestring

3.1 基本类型

类型	创建方法	说明
null	`cJSON_CreateNull`
boolean	`cJSON_CreateTrue`/`cJSON_CreateFalse`/`cJSON_CreateBool`
number	`cJSON_CreateNumber`	将同时设置`valuedouble`和`valueint`，如果数字的值超过整形范围，则`valueint`将被设为`INT_MAX`或`INT_MIN`
string	`cJSON_CreateString`/`cJSON_CreateStringReference`	`cJSON_CreateString`会拷贝字符串，而`cJSON_CreateStringReference`直接指向设置的字符串

3.2 数组

3.2.1 创建数组

cJSON_CreateArray：创建一个空数组
cJSON_CreateArrayReference：创建一个数组，但是它里面的所有元素都不属于它自己，所以不能使用cJSON_Delete删除它里面的内容

3.2.2 向数组中添加元素

cJSON_AddItemToArray：在数组尾端添加元素
cJSON_AddItemReferenceToArray：将另一个元素的引用添加进数组
cJSON_InsertItemInArray：在指定索引处插入元素

3.2.3 获取数组中的元素

cJSON_GetArrayItem：根据索引获取元素
cJSON_DetachItemFromArray：根据索引获取数组中的元素，并将其从数组中分离，以便后续能够继续使用

3.2.4 删除数组中的元素

cJSON_DeleteItemFromArray：根据索引删除数组中的元素

3.2.5 替换数组中的元素

cJSON_ReplaceItemInArray：根据索引替换元素
cJSON_ReplaceItemViaPointer：根据指针替换元素，失败返回0

3.2.6 获取数组的大小

cJSON_GetArraySize：获取数组的大小

3.2.7 迭代数组中的元素

cJSON_ArrayForEach：在(O(n))的时间内迭代数组中的元素

3.3 对象

3.3.1 创建对象

cJSON_CreateObject：创建一个空对象
cJSON_CreateObjectReference：创建一个对象，但是它里面的所有元素都不属于它自己，所以不能使用cJSON_Delete删除它里面的内容

3.3.2 向对象中添加元素

cJSON_AddItemToObject：向对象中添加一个元素
cJSON_AddItemToObjectCS：向对象中添加一个名称（对象的key，即cJSON结构体中的string）为常量或者引用的元素
cJSON_AddItemReferenceToObject：将另一个元素的引用添加进对象

3.3.3 获取对象中的元素

cJSON_GetObjectItemCaseSensitive：获取对象中的元素
cJSON_DetachItemFromObjectCaseSensitive：分离并获取对象中的元素

3.3.4 删除对象中的元素

cJSON_DeleteItemFromObjectCaseSensitive：删除对象中的元素

3.3.5 替换对象中的元素

cJSON_ReplaceItemInObjectCaseSensitive：根据key替换对象中的元素
cJSON_ReplaceItemViaPointer：根据指针替换对象中的元素，失败返回0

3.3.6 获取对象的大小

cJSON_GetArraySize：获取对象的大小

3.3.7 迭代对象中的元素

cJSON_ArrayForEach：迭代对象中的元素

3.3.8 快速创建并添加元素到对象

cJSON提供了快速创建并添加到对象的方法，这些方法返回指向新创建元素的指针，如果失败，则返回NULL

cJSON_AddNullToObject
cJSON_AddTrueToObject
cJSON_AddFalseToObject
cJSON_AddBoolToObject
cJSON_AddNumberToObject
cJSON_AddStringToObject
cJSON_AddRawToObject
cJSON_AddObjectToObject
cJSON_AddArrayToObject

4 cJSON解析与输出JSON

4.1 解析JSON

cJSON提供的解析函数的返回值需要手动调用cJSON_Delete释放

cJSON_Parse：解析以''结尾的JSON字符串
```
cJSON * cJSON_Parse(const char *value);
```
cJSON_ParseWithLength：解析指定长度的JSON字符串（可以不以''结尾）
```
cJSON * cJSON_ParseWithLength(const char *value, size_t buffer_length);
```
cJSON_ParseWithOpts
```
cJSON * cJSON_ParseWithOpts(const char *value, const char **return_parse_end, cJSON_bool require_null_terminated);
```
- return_parse_end：返回指向输入字符串中JSON的结束位置，或解析出错的位置
- require_null_terminated：是否禁止输入字符串中的JSON后面还包含有数据

cJSON_ParseWithLengthOpts

cJSON * cJSON_ParseWithLengthOpts(const char *value, size_t buffer_length, const char **return_parse_end, cJSON_bool require_null_terminated);

4.2 输出JSON

cJSON提供的输出函数的返回值需要手动调用free释放

cJSON_Print：输出经过空白字符格式化后的JSON
```
char * cJSON_Print(const cJSON *item);
```
cJSON_PrintUnformatted：输出没有经过空白字符格式化后的JSON
```
char * cJSON_PrintUnformatted(const cJSON *item);
```
cJSON_PrintBuffered：输出JSON到指定大小的buffer
```
char * cJSON_PrintBuffered(const cJSON *item, int prebuffer, cJSON_bool fmt);
```
- prebuffer：指定输出buffer的初始大小
- fmt：是否使用空白字符进行格式化
cJSON_PrintPreallocated：输出JSON到静态buffer，从而避免动态分配内存，当buffer大小不够时，调用失败，返回0，成功时返回1
```
cJSON_bool cJSON_PrintPreallocated(cJSON *item, char *buffer, const int length, const cJSON_bool format);
```
注意：至少提供5字节大小的buffer

5 cJSON使用示例

{
    "name": "Awesome 4K",
    "resolutions": [
        {
            "width": 1280,
            "height": 720
        },
        {
            "width": 1920,
            "height": 1080
        },
        {
            "width": 3840,
            "height": 2160
        }
    ]
}

5.1 打印输出JSON

5.1.1 方法1

//create a monitor with a list of supported resolutions
//NOTE: Returns a heap allocated string, you are required to free it after use.
char *create_monitor(void)
{
    const unsigned int resolution_numbers[3][2] = {
        {1280, 720},
        {1920, 1080},
        {3840, 2160}
    };
    char *string = NULL;
    cJSON *name = NULL;
    cJSON *resolutions = NULL;
    cJSON *resolution = NULL;
    cJSON *width = NULL;
    cJSON *height = NULL;
    size_t index = 0;

    cJSON *monitor = cJSON_CreateObject();
    if (monitor == NULL)
    {
        goto end;
    }

    name = cJSON_CreateString("Awesome 4K");
    if (name == NULL)
    {
        goto end;
    }
    /* after creation was successful, immediately add it to the monitor,
     * thereby transferring ownership of the pointer to it */
    cJSON_AddItemToObject(monitor, "name", name);

    resolutions = cJSON_CreateArray();
    if (resolutions == NULL)
    {
        goto end;
    }
    cJSON_AddItemToObject(monitor, "resolutions", resolutions);

    for (index = 0; index < (sizeof(resolution_numbers) / (2 * sizeof(int))); ++index)
    {
        resolution = cJSON_CreateObject();
        if (resolution == NULL)
        {
            goto end;
        }
        cJSON_AddItemToArray(resolutions, resolution);

        width = cJSON_CreateNumber(resolution_numbers[index][0]);
        if (width == NULL)
        {
            goto end;
        }
        cJSON_AddItemToObject(resolution, "width", width);

        height = cJSON_CreateNumber(resolution_numbers[index][1]);
        if (height == NULL)
        {
            goto end;
        }
        cJSON_AddItemToObject(resolution, "height", height);
    }

    string = cJSON_Print(monitor);
    if (string == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "Failed to print monitor.
");
    }

end:
    cJSON_Delete(monitor);
    return string;

5.1.2 方法2

使用cJSON_Add...ToObject快捷创建和添加元素

//NOTE: Returns a heap allocated string, you are required to free it after use.
char *create_monitor_with_helpers(void)
{
    const unsigned int resolution_numbers[3][2] = {
        {1280, 720},
        {1920, 1080},
        {3840, 2160}
    };
    char *string = NULL;
    cJSON *resolutions = NULL;
    size_t index = 0;

    cJSON *monitor = cJSON_CreateObject();

    if (cJSON_AddStringToObject(monitor, "name", "Awesome 4K") == NULL)
    {
        goto end;
    }

    resolutions = cJSON_AddArrayToObject(monitor, "resolutions");
    if (resolutions == NULL)
    {
        goto end;
    }

    for (index = 0; index < (sizeof(resolution_numbers) / (2 * sizeof(int))); ++index)
    {
        cJSON *resolution = cJSON_CreateObject();

        if (cJSON_AddNumberToObject(resolution, "width", resolution_numbers[index][0]) == NULL)
        {
            goto end;
        }

        if (cJSON_AddNumberToObject(resolution, "height", resolution_numbers[index][1]) == NULL)
        {
            goto end;
        }

        cJSON_AddItemToArray(resolutions, resolution);
    }

    string = cJSON_Print(monitor);
    if (string == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "Failed to print monitor.
");
    }

end:
    cJSON_Delete(monitor);
    return string;
}

5.2 解析JSON

/* return 1 if the monitor supports full hd, 0 otherwise */
int supports_full_hd(const char * const monitor)
{
    const cJSON *resolution = NULL;
    const cJSON *resolutions = NULL;
    const cJSON *name = NULL;
    int status = 0;
    cJSON *monitor_json = cJSON_Parse(monitor);
    if (monitor_json == NULL)
    {
        const char *error_ptr = cJSON_GetErrorPtr();
        if (error_ptr != NULL)
        {
            fprintf(stderr, "Error before: %s
", error_ptr);
        }
        status = 0;
        goto end;
    }

    name = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(monitor_json, "name");
    if (cJSON_IsString(name) && (name->valuestring != NULL))
    {
        printf("Checking monitor "%s"
", name->valuestring);
    }

    resolutions = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(monitor_json, "resolutions");
    cJSON_ArrayForEach(resolution, resolutions)
    {
        cJSON *width = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(resolution, "width");
        cJSON *height = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(resolution, "height");

        if (!cJSON_IsNumber(width) || !cJSON_IsNumber(height))
        {
            status = 0;
            goto end;
        }

        if ((width->valuedouble == 1920) && (height->valuedouble == 1080))
        {
            status = 1;
            goto end;
        }
    }

end:
    cJSON_Delete(monitor_json);
    return status;
}

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