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在 Qt 中构建和解析多层嵌套的 JSON 数据

news 来源：原创 2024/9/30 14:55:09

随着现代应用程序的发展，JSON（JavaScript Object Notation）成为了前后端通信中非常常用的数据交换格式。JSON 以其轻量级、可读性强的特点广泛用于 RESTful API 以及 Web 服务的通信。对于复杂的数据结构，JSON 能够通过对象嵌套和数组嵌套来表示。在 Qt 中，我们可以使用 `QJsonObject`、`QJsonArray` 和 `QJsonDocument` 来构建和解析多层嵌套的 JSON 数据。本文将详细介绍如何在 Qt 中处理这些复杂的 JSON 结构。

一. 如何解析多层嵌套的 JSON 数据

当从服务器获取复杂的 JSON 数据时，可能会遇到多层嵌套的结构。假设服务器返回如下的嵌套 JSON 数据：

{"student": {"name": "John","age": 21,"sex": "Male","address": {"city": "New York","zip": "10001"}},"class": "Physics"
}

这种 JSON 数据包含一个 student 对象，而 student 对象内部又嵌套了一个 address 对象。为了解析这样的 JSON 数据，我们需要递归地提取每一层的对象和字段。

解析多层 JSON 的代码示例

#include <QCoreApplication>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonDocument>
#include <QJsonArray>
#include <QDebug>int main(int argc, char *argv[]) {QCoreApplication a(argc, argv);// 模拟一个多层的 JSON 响应QByteArray jsonResponse = R"({"student": {"name": "John","age": 21,"sex": "Male","address": {"city": "New York","zip": "10001"}},"class": "Physics"})";// 解析 JSON 文档QJsonDocument jsonDoc = QJsonDocument::fromJson(jsonResponse);if (jsonDoc.isObject()) {QJsonObject rootObject = jsonDoc.object();// 获取 'student' 对象if (rootObject.contains("student") && rootObject["student"].isObject()) {QJsonObject studentObject = rootObject["student"].toObject();// 提取 'name' 字段if (studentObject.contains("name") && studentObject["name"].isString()) {QString name = studentObject["name"].toString();qDebug() << "Student Name:" << name;}// 提取 'age' 字段if (studentObject.contains("age") && studentObject["age"].isDouble()) {int age = studentObject["age"].toInt();qDebug() << "Student Age:" << age;}// 提取 'sex' 字段if (studentObject.contains("sex") && studentObject["sex"].isString()) {QString sex = studentObject["sex"].toString();qDebug() << "Student Sex:" << sex;}// 提取嵌套的 'address' 对象if (studentObject.contains("address") && studentObject["address"].isObject()) {QJsonObject addressObject = studentObject["address"].toObject();if (addressObject.contains("city") && addressObject["city"].isString()) {QString city = addressObject["city"].toString();qDebug() << "City:" << city;}if (addressObject.contains("zip") && addressObject["zip"].isString()) {QString zip = addressObject["zip"].toString();qDebug() << "ZIP Code:" << zip;}}}// 获取根级字段 'class'if (rootObject.contains("class") && rootObject["class"].isString()) {QString className = rootObject["class"].toString();qDebug() << "Class:" << className;}}return a.exec();
}

解析步骤说明：

加载 JSON 文档：使用 QJsonDocument::fromJson() 将 JSON 数据转换为 QJsonDocument。
判断 JSON 类型：检查 QJsonDocument 是否是对象类型，通过 jsonDoc.object() 提取根对象。
递归解析对象：对嵌套的对象逐层解析，如提取 student 对象中的 name、age 等字段。
解析嵌套对象：通过 studentObject["address"].toObject() 获取嵌套的 address 对象，然后进一步提取其中的字段。
解析顶层字段：提取 class 这样的根级字段与嵌套对象的解析方法类似。

二. 如何构建多层嵌套的 JSON 数据

构建多层嵌套的 JSON 数据与解析类似，通过 QJsonObject 和 QJsonArray 可以轻松构建复杂的 JSON 结构。例如，我们构建一个嵌套的 JSON，如下所示：

{"student": {"name": "John","age": 21,"sex": "Male","address": {"city": "New York","zip": "10001"}},"class": "Physics"
}

构建多层嵌套 JSON 的代码示例

#include <QCoreApplication>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonDocument>
#include <QDebug>int main(int argc, char *argv[]) {QCoreApplication a(argc, argv);// 创建最里面的 address 对象QJsonObject addressObject;addressObject["city"] = "New York";addressObject["zip"] = "10001";// 创建 student 对象，并包含 name、age、sex 以及 addressQJsonObject studentObject;studentObject["name"] = "John";studentObject["age"] = 21;studentObject["sex"] = "Male";studentObject["address"] = addressObject; // 嵌套的 address 对象// 创建根对象，并包含 student 对象和 class 字段QJsonObject rootObject;rootObject["student"] = studentObject;rootObject["class"] = "Physics";// 将 JSON 对象转换为 QJsonDocumentQJsonDocument jsonDoc(rootObject);// 输出 JSON 字符串QByteArray jsonData = jsonDoc.toJson();qDebug() << jsonData;return a.exec();
}

构建步骤说明：

创建嵌套对象：首先创建最内层的 address 对象，然后将其嵌入到 student 对象中。
创建中间对象：在 studentObject 中添加 name、age、sex 字段，并嵌入 addressObject。
创建根对象：将 studentObject 和 class 添加到根对象 rootObject 中。
转换为 JSON 字符串：通过 QJsonDocument::toJson() 将构建好的 JSON 对象序列化为字符串或 QByteArray。

三. 构建包含数组的多层 JSON 数据

有时，JSON 结构可能包含数组。你可以使用 QJsonArray 来表示 JSON 数组。例如，构建一个包含多个学生的 JSON 数据，每个学生都有一个嵌套的 address 对象：

{"class": "Physics","students": [{"name": "John","age": 21,"sex": "Male","address": {"city": "New York","zip": "10001"}},{"name": "Alice","age": 22,"sex": "Female","address": {"city": "Los Angeles","zip": "90001"}}]
}

构建包含数组的 JSON 的代码示例

#include <QCoreApplication>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonArray>
#include <QJsonDocument>
#include <QDebug>int main(int argc, char *argv[]) {QCoreApplication a(argc, argv);// 创建第一个学生的 address 对象QJsonObject addressObject1;addressObject1["city"] = "New York";addressObject1["zip"] = "10001";// 创建第一个 student 对象QJsonObject studentObject1;studentObject1["name"] = "John";studentObject1["age"] = 21;studentObject1["sex"] = "Male";studentObject1["address"] = addressObject1;// 创建第二个学生的 address 对象QJsonObject addressObject2;addressObject2["city"] = "Los Angeles";addressObject2["zip"] = "90001";// 创建第二个 student 对象QJsonObject studentObject2;studentObject2["name"] = "Alice";studentObject2["age"] = 22;studentObject2["sex"] = "Female";studentObject2["address"] = addressObject2;// 创建 students 数组QJsonArray studentsArray;studentsArray.append(studentObject1);studentsArray.append(studentObject2);// 创建根对象QJsonObject rootObject;rootObject["class"] = "Physics";rootObject["students"] = studentsArray;// 输出 JSON 字符串QJsonDocument jsonDoc(rootObject);QByteArray jsonData = jsonDoc.toJson();qDebug() << jsonData;return a.exec();
}

构建步骤说明：

创建多个对象：为每个学生创建一个 studentObject，并嵌入对应的 addressObject。
创建数组：使用 QJsonArray 存储多个 studentObject。
将数组嵌入根对象：将 studentsArray 嵌入到 rootObject 中，构建完整的 JSON 数据。

总结

Qt 提供了强大的 JSON 解析与构建工具，通过 QJsonObject、QJsonArray 和 QJsonDocument，你可以轻松处理复杂的嵌套 JSON 结构。无论是从服务器获取多层嵌套的 JSON 数据并进行解析，还是构建复杂的 JSON 数据并发送给服务器，Qt 都能很好地支持这一流程。