json是目前最為流行的文本數據傳輸格式，特別是在網絡通信上廣泛應用，隨著物聯網的興起，在嵌入式設備上，也需要開始使用json進行數據傳輸，那么，如何快速簡潔地用C語言進行json的序列化和反序列化呢

當前，應用最廣泛的C語言json解析庫當屬cJSON，但是，使用cJSON讀json進行序列化和反序列化，需要根據key一個一個進行處理，會導致代碼冗余，邏輯性不強，哪有沒有更好的方法呢

在Android平臺，一般會使用gson等工具解析json，這些工具將json直接映射成對象，在C語言上使用對象的概念，我們需要借助結構體，然而，最大的問題在于，C語言沒有高級語言具有的反射機制，直接從json映射到結構體對象幾乎是不可能的

怎么解決呢，既然C語言沒有反射機制，那么我們可以自己定義一套類似于反射的機制，這里我將其稱之為結構體數據模型，在數據模型中，我們需要準確地描述結構體的特征，包括結構體各成員的名稱，類型，在結構體中的偏移，有了這些，我們可以在解析josn的時候，將解析得到的數據直接寫入到對應的內存里面去，或者是在序列化的時候，直接從對應的內存中讀取數據，進行處理

CSON正是采用上面說到的思路，使用數據模型對結構體進行描述，然后基于cJSON，根據數據模型進行解析，將解析得到的數據直接寫入到對應的內存區域，從而實現從json到結構體對象的映射

CSON最基本的數據模型定義如下：

typedef struct cson_model
{
    CsonType type;                      /**< 數據類型 */
    char *key;                          /**< 元素鍵值 */
    short offset;                       /**< 元素偏移 */
} CsonModel;

通過type描述結構體成員的數據類型，key描述該成員在json中對應的字段，offset描述該結構體成員在結構體中的偏移，CSON在解析json的時候，根據type調用相應的cJSON API并傳遞key作為參數，得到解析出的數據，然后根據offset將數據寫入到對應的內存空間

比如說這樣一個結構體：

struct project
{
    int id;
    char *name;
}

該結構體包含兩個成員，對于成員id，我們使用數據模型對其進行描述{.type=CSON_TYPE_CHAR, key="id", offset=0}，對于結構體的每個成員，都進行數據模型的定義，就可以得到一個完整的結構體數據模型，CSON會根據這個模型，進行解析

因為是通過直接寫內存的方式，所以在寫不同類型的量到內存中時，會多次用到強制轉型，導致CSON中賦值的代碼都類似于*(int *)((int)obj + model[i].offset) = (int)csonDecodeNumber(json, model[i].key);

當然，上面說到的數據模型，只適用于基本數據類型的數據，對于子結構體，鏈表，數組等，需要對數據模型的定義進行擴充，有興趣的朋友可以直接閱讀CSON源碼

/** 項目結構體 */
struct project
{
    int id;
    char *name;
};

/** 倉庫結構體 */
struct hub
{
    int id;
    char *user;
    struct project *cson;
};

對每一個需要使用cson的結構體，都需要定義相對應的數據模型

/** 項目結構體數據模型 */
CsonModel projectModel[] =
{
    CSON_MODEL_OBJ(struct project),
    CSON_MODEL_INT(struct project, id),
    CSON_MODEL_STRING(struct project, name),
};

/** 倉庫結構體數據模型 */
CsonModel hubModel[] =
{
    CSON_MODEL_OBJ(struct hub),
    CSON_MODEL_INT(struct hub, id),
    CSON_MODEL_STRING(struct hub, user),
    CSON_MODEL_STRUCT(struct hub, cson, projectModel, sizeof(projectModel)/sizeof(CsonModel))
};

只需要定義好數據模型，就可以使用CSON讀json進行序列化和反序列化

void csonDemo(void)
{
    char *jsonDemo = "{"id": 1, "user": "Letter", "cson": {"id": 2, "name": "cson"}}";

    /** 解析json */
    struct hub *pHub = csonDecode(jsonDemo, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));
    printf("hub: id: %d, user: %s, project id: %d, project name: %srn",
        pHub->id, pHub->user, pHub->cson->id, pHub->cson->name);

    /** 序列化對象 */
    char *formatJson = csonEncodeFormatted(pHub, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));
    printf("format json: %srn", formatJson);

    /** 釋放結構體對象 */
    csonFree(pHub, hubModel, sizeof(hubModel)/sizeof(CsonModel));

    /** 釋放序列化生成的json字符串 */
    csonFreeJson(formatJson);
}

運行結果：

hub: id: 1, user: Letter, project id: 2, project name: cson
format json: {
        "id":   1,
        "user": "Letter",
        "cson": {
                "id":   2,
                "name": "cson"
        }
}

可以看到，無論是解析json，還是序列化結構體到json，在使用CSON的情況下，都只需要一行代碼就可以解決，同樣的操作，在使用原生cJSON的情況下，你可能需要多次判斷，解析元素

CSON項目已經發布到Githubhttps://github.com/NevermindZZT/cson