Формат JSON: пример и описание. JavaScript - JSON и методы работы с ним

JSON (JavaScript Object Notation – представление объектов JavaScript) – легкий формат представления данных, основанный на подмножестве синтаксиса JavaScript, а точнее на литералах массивов и объектов. JSON – это альтернатива традиционным форматам (обычный текст или XML), которые используются при обмене данными между сервером и клиентом. В отличие от XML и XML-совместимых языков, которые требуют синтаксического анализа, определения JSON могут быть просто включены в сценарии JavaScript. Формат JSON предложен программистом Дугласом Крокфордом (Douglas Crockford).

Может я зайду издалека, но для того чтобы действительно понять JSON, сначала поймем (вспомним) синтаксис массивов и объектов в литеральной нотации JavaScript.

Массивы как литералы
Массив в JavaScript можно определить с помощью конструктора Array, например так:

Var aData = new Array("строка", true, 43, null);

В JavaScript массивы нетипизированные, поэтому в них можно хранить различные типы данных. В примере массив содержит строку, логическое значение, число и значение null.

Массив же, описываемый как литерал, можно определить с помощью квадратных скобок, внутри – значения элементов массива, через запятую. Вот как будет выглядеть тот же самый массив, но в литеральной нотации:

Var aData = ["строка", true, 43, null];

Обращаться к отдельным элемента массива можно указывая имя массива и номер элемента:

Alert(aData); alert(aData);

Объекты как литералы
Объекты в JavaScript определяются с помощью конструктора Object, например так:

Var oAuto = new Object(); oAuto.firm = "Audi"; oAuto.model = "A6"; oAuto.year = 2008; oAuto.price = 78000;

Тот же самый код, но в литеральной нотации будет выглядеть так:

Var oAuto = { "firm":"Audi", "model":"A6", "year":2008, "price":78000 };

Этот код создает объект со свойствами firm, model, year и price и обращаться к ним можно таким образом:

Alert(oAuto.model); alert(oAuto.year);

но можно использовать и синтаксис массивов обращаясь к свойствам объекта таким образом:

Alert(oAuto["model"]); alert(oAuto["year"]);

В литеральной нотации описания массивов и объектов можно вкладывать друг в друга, создавая таким образом объект массивов или массив объектов . Посмотрите этот код:

Var aAuto = [ { "firm":"BMW", "model":"X5", "year":2007, "price":99000 }, { "firm":"Audi", "model":"A6", "year":2008, "price":78000 }, { "firm":"Volkswagen", "model":"Touareg 7L", "year":2006, "price":45000 } ];

Мы создали массив aAuto, который содержит три объекта. Комбинируя синтаксис обращения к массивам с синтаксисом обращения к объектам попробуем получить год выпуска второго автомобиля:

Alert(aAuto.year); // получаем 2008

Можно сделать наоборот, и описать объект массивов:

Var oAuto = { "firm":["BMW", "Audi", "Volkswagen"], "model":["X5", "A6", "Touareg 7L"], "year":, "price": };

в этом случае обращаемся сначала к объекту, а затем к массиву внутри него:

Alert(oAuto.year); // получаем 2008

Вот такое длинное получилось предисловие, но зато теперь будет гораздо понятнее при чем здесь вообще JSON …

JSON – комбинация массивов и объектов и предназначен только для хранения данных. Как следствие, JSON не может иметь переменных и не допускает никаких операций над ними. Давайте попробуем записать предыдущий пример, используя синтаксис JSON :

{ "firm":["BMW", "Audi", "Volkswagen"], "model":["X5", "A6", "Touareg 7L"], "year":, "price": }

Обратите внимание , что пропали имя переменной и точка-запятая. Передача такого объекта с использованием HTTP-протокола будет происходить очень быстро, поскольку содержит минимум символов. Получив такие данные на стороне клиента и записав ее в какую-либо переменную (например sData) мы получаем строку информации.
Обратите внимание : именно строку, а совсем не объект или объект с вложенными в него массивами. Преобразуем строку в объект, используя функцию eval() .

Var oAuto = eval("(" + sData + ")");

В результате этого получится объект, который мы описали чуть выше.

Преимущество JSON перед XML
Так в чем же все-таки состоит преимущество JSON перед XML?

Здесь речь идет исключительно о преимуществах и недостатках только лишь с точки зрения организации обмена данными в Сети.

В том, что язык XML оказывается очень избыточным при сравнении с JSON. Давайте убедимся в этом на простом примере. Одни и те же данные представим в формате XML и в формате JSON.

BMW X5 2007 99000 Audi A6 2008 78000 Volkswagen Touareg 7L 2006 45000

так это выглядит в формате XML, а ниже – в формате JSON:

{ "general": { "cars":[ { "firm":"BMW", "model":"X5", "year":2007, "price":99000 }, { "firm":"Audi", "model":"A6", "year":2008, "price":78000 }, { "firm":"Volkswagen", "model":"Touareg 7L", "year":2006, "price":45000 } ] } }

При использовании формата JSON выигрыш составит 42 байта, а без учета пробелов и вовсе 86 байт. А если вспомнить еще и о том, что данные в формате JSON не требуют дополнительного синтаксического анализа на стороне клиента – преимущество JSON перед XML в аспекте передачи данных от сервера клиенту становится очевидным…

JSON является частью стандарта ECMAScript начиная с 1999 года, когда ECMA определила функцию eval() воспринимающую формат. Он стал набирать популярность вместе с нарастающим успехом Ajax. Слово JSON часто появляется когда кто-нибудь заводит речь об Ajax. Известно, что JSON является другим форматом данных, что он замещает XML, и что многие программисты активно поддерживают его. Но что такое в действительности JSON и в чем его преимущества?

Почему JSON?

Преимущество JSON заключается в том, что он распознается в JavaScript. Нет необходимости разбирать документ, как это происходит с XML, для передачи данных через интернет.

JSON и XML

Преимущества JSON:

Простой для чтения и понимания.
Простой для использования.

Преимущества XML:

Имеет возможности расширения

И XML и JSON имеют возможность интегрировать большой объем данных в бинарной форме.

Синтаксис JSON

Компоненты JSON:

Объекты: содержат объекты или атрибуты.
Скалярные переменные: число, строка, логическая переменная.
Массив.
Литеральные значения: null , true , false , "строка символов ", и числовые значения.

Объект

Содержит элемент или список элементов, где каждый элемент описывается следующим образом:

"имя" : "значение"

Синтаксис объекта:

{ элемент, элемент, .... }

Массив

Набор значений, разделенных запятой.

[ значение, значение, ....]

Значение

Значение может быть: объектом, массивом, литеральным значением (строка, число, true , false , null ).

Для создания JSON файла больше ничего не нужно!

Пример JSON файла

Простой пример структура меню. В данном объекте содержатся атрибуты и массив, который включает другие объекты строки меню.

{ "menu": "Файл", "commands": [ { "title": "Новый", "action":"CreateDoc" }, { "title": "Открыть", "action": "OpenDoc" }, { "title": "Закрыть", "action": "CloseDoc" } ] } Эквивалент на XML: Файл Новый CreateDoc Открыть OpenDoc Закрыть CloseDoc

Как использовать формат

Файл JSON позволяет загружать данные с сервера или на сервер. Например, сохранение содержимого формы, которая была только что заполнена пользователем. Процесс включает три фазы: обработку браузером, обработку сервером, и обмен данными между ними.

Клиентская часть (браузер)

Данная часть выполняется достаточно просто, так как JSON является частью определения JavaScript. Содержимое файла или определяющих данных назначается переменным и они становятся объектами программы.

Серверная часть

Файл JSON используется различными программными языками, включая PHP и Java , благодаря наличию парсеров, которые позволяют получать содержимое и даже конвертировать его в классы и атрибуты языка. На сайте JSON можно найти парсеры для многих языков программирования.

Обмен данными

с использованием XMLHttpRequest.

Файл JSON обрабатывается функцией JavaScript eval() . Отправка файла на сервер может быть выполнена с помощью XMLHttpRequest . Файл отправляется как текстовый и обрабатывается парсером языка программирования, который используется на сервере.

Пример

Код XMLHttpRequest:

Var req = new XMLHttpRequest(); req.open("GET", "file.json", true); req.onreadystatechange = myCode; // обработчик req.send(null);

Обработчик JavaScript:

Function myCode() { if (req.readyState == 4) { var doc = eval("(" + req.responseText + ")"); } } Использование данных: var menuName = document.getElementById("jsmenu"); // ищем поле menuName.value = doc.menu.value; // назначаем значение полю Как получать данные: doc.commands.title // читаем значение поля "title" в массиве doc.commands.action // читаем значение поля "action" в массиве

JavaScript позволяет нам не только для добавлять интерактивность веб-страницам, но делает возможным выполнять задачи, которые когда-то принадлежали серверам. JSON обеспечивает простой способ для создания и хранения структурированных данных на JavaScript. JSON очень популярен и является отличной альтернативой XML. JSON (объектная нотация JavaScript), как следует из названия, основан на создании объектов javascript. Объектами JavaScript можно легко манипулировать, разбирать, используя тот же JavaScript.

В отличие от XML, JSON предложения легко составляются как человеком, так и компьютером. Данные в JSON формате можно, например, присвоить переменной (этим мы создаем объект); затем эти данные можно прочитать посредством вновь созданного объекта.

var data={ "firstName" : "Ray" }; alert(data.firstName);

Во-первых, мы создаем переменную для хранения наших данных, и затем мы, используя JSON, определяем объект. Наш объект довольно прост: поле firstName и значение Ray . Строки в JSON обязательно заключать в кавычки. Если вы используете числа, кавычки необязательны.

Данный пример выведет в браузере значение свойства firstName .

Создание объекта placeholder

Давайте создадим более реалистичный пример: вставим наши JSON данные в объект DOM.

var data={"firstName":"Ray"}; document.getElementById("placeholder").innerHTML=data.firstName;

Сейчас мы, вместо вывода предупреждения, помещаем данные внутрь элемента HTML. JSON данные, конечно, могут быть намного сложнее. Давайте попытаемся добавить еще несколько полей.

data={ "firstName":"Ray", "lastName":"Villalobos", "joined":2012 }; document.getElementById("placeholder").innerHTML=data.firstName+" "+data.lastName+" "+data.joined;

Отметьте, что данные JSON, для лучшего понимания, отформатированы определенным образом. Поле "joined" имеет значение 2012, которому не требуются кавычки, так как это число. Давайте рассмотрим что-то более сложное.

Добавляем массивы

Что если мы хотим ввести группу людей...тогда необходимо использовать массивы. Массив в JSON можно создать при помощи квадратных скобок. Давайте посмотрим, как наши данные будут смотреться для нескольких пользователей.

Var data={"users":[ { "firstName":"Ray", "lastName":"Villalobos", "joined":2012 }, { "firstName":"John", "lastName":"Jones", "joined":2010 } ]} document.getElementById("placeholder").innerHTML=data.users.firstName + " " + data.users.lastName+" "+ data.users.joined;

Выглядит немного сложнее, но в действительности не сложно для понимания. Объект JSON создается при помощи фигурных скобок; массив создается при помощи квадратных скобок. Итак, чтобы организовать наши данные, мы создали объект users , в который поместили массив. В массиве располагаются другие объекты. Каждая пара (имя/значение) разделяются запятой.

Обратите внимание, как изменился код для вставки имени. Мы подключили новый объект users и затем при помощи квадратных скобок указали на первый элемент в массиве. Добавим еще один уровень к структуре наших данных.

Var data={"users":[ { "firstName":"Ray", "lastName":"Villalobos", "joined": { "month":"January", "day":12, "year":2012 } }, { "firstName":"John", "lastName":"Jones", "joined": { "month":"April", "day":28, "year":2010 } } ]} document.getElementById("placeholder").innerHTML=data.users.firstName + " " + data.users.lastName+"--"+ data.users.joined.month;

Теперь свойство joined содержит объект с несколькими полями; использовать массив нет необходимости, поэтому мы используем объектную нотацию. Теперь у нас есть данные на нескольких пользователей, пришло время пройтись по каждому пользователю и вывести их в списке.

Реализуем список из пользователей (проходим по объекту JSON)

Итак, воспользуемся javascript"ом и создадим список пользователей.

"; } output+=""; document.getElementById("placeholder").innerHTML=output;

Для перебора всех свойств объекта существует конструкция for..in :

For(var key in object) { // key - название свойства // object - значение свойства... }

Здесь мы, проходимся по всем элементам массива; сохраняем данные в переменной output и помещаем данные в элемент с id равным placeholder . вы можете сказать, что наши данные строятся немного медленно.

Читаем JSON из внешнего файла

Было бы неплохо сохранить данные на внешний файл и прочитать их по мере надобности. Я собираюсь использовать библиотеку jQuery и поэтому для начала нам потребуется подключить библиотеку jQuery; затем вызовем функцию getJSON . Вот как выглядит наш код:

JSON Sample $.getJSON("data.json", function(data) { var output="

" + data.users[i].firstName + " " + data.users[i].lastName + "--" + data.users[i].joined.month+"

"; document.getElementById("placeholder").innerHTML=output; });

В значительной степени это тот же самый код, но данные выведены наружу. Мы просто обернули все функцией getJSON , которая делает всю тяжелую работу по чтению файла. Файл с данными data.json, предположим, находится в том же каталоге и выглядит следующим образом:

{"users":[ { "firstName":"Ray", "lastName":"Villalobos", "joined": { "month":"January", "day":12, "year":2012 } }, { "firstName":"John", "lastName":"Jones", "joined": { "month":"April", "day":28, "year":2010 } } ]}

Как видите, JSON реально легко читается, и как только вы привыкните в скобкам, вам станет легко кодировать.

Переменные, массивы и объекты - привычная и удобная форма представления данных. Описывать данные принято в языке браузера JavaScript, что делать не обязательно в языке сервера PHP. Формат JSON позволяет обобщить их в одно целое и не делать акцент на языке программирования. При этом данные превращаются в пары: "имя = значение". Значение в каждой из них также может быть совокупностью таких пар.

Принято JSON ассоциировать с фигурными скобками и Последнее вполне обосновано, так как формат JSON = Object Notation JavaScript. В последние особенно динамичные годы многое изменилось. Что создавалось ради конкретной цели, часто приносило неожиданные плоды или открывало новые горизонты.

Обмен данными: браузер - сервер

Технология AJAX стала традиционной, обычное обновление страницы целиком перестало пользоваться популярностью. Посетитель, открывая сайт, инициирует серию частичных обменов данными, когда те или иные страницы меняются только в том месте, которое актуально.

Считается, что появление JSON связано с использованием именно AJAX, но на самом деле ассоциативные и его объектная нотация (особенности синтаксиса описания и использования объектов) имеют гораздо более родственное отношение к JSON, чем обмен данными между браузером и сервером.

Так как контент страниц современных сайтов действительно стал «массивным» (объемным), то и эффективность формата для обмена данными приобрела особое значение. Нельзя сказать, что JSON стал новым представлением данных, но то что он давно был элементом синтаксиса JavaScript, имеет существенное значение.

Использование кириллицы в именовании переменных - очень неожиданное явление (нонсенс), но это работает в последних версиях Chrome, Firefox и, даже, в Internet Explorer 11.

Кириллица и JSON

Разумеется, использовать это совершенно неожиданное явление не стоит, припоминая, как легко значения переменных, записанные русскими буквами, превращаются в кракозябры: что тут говорить про имена, особенно внешние.

Сомнительно, что инициативу в кириллических именах поддержит внешнее окружение браузера, с которым ему постоянно приходится иметь дело. Но этот факт заслуживает внимания по той простой причине, что JSON формат - это возможность писать имена и значения так, как угодно разработчику. Это принципиально, поскольку в каждой задаче описание области применения так, как она этого требует, существенно упрощает отладку и уменьшает количество ошибок.

Не важно, какое именно имело под собой основание синтаксическое новшество - JSON, важно, что оно дало законное право и реальную возможность поставить соответствие: "любое имя = любое значение".

Надо отдать должное языку JavaScript: то, что предусмотрено синтаксисом, не обязывает разработчика и ничего ему не навязывает. Разработчик свободно использует синтаксис языка для оптимального формирования модели данных и алгоритма их использования.

PHP и JSON

Принимая данные в формате JSON, сервер (посредством PHP, в частности) предоставляет возможность их обрабатывать как есть и возвращать обратно в браузер результат в аналогичном формате. Исходный массив PHP:

$cJSON = array ("a"=> "alfa", "b"=> "beta", "g"=> "gamma").

Преобразование в формат JSON для передачи в браузер:

$cJS = json_encode($cJSON ).

Результат:

{"a":"alfa","b":"beta","g":"gamma"}.

Допускается изображенная на фото вложенность.

Здесь сформированный массив был добавлен новым элементом «сам в себя» с автоматическим индексом "0", а затем еще раз с указанным индексом "z".

Json_decode() выполняет преобразование строки JSON в массив PHP. Аналогичных результатов можно добиться, манипулируя функциями и explode(). В некоторых случаях этот вариант предпочтительнее.

Уровень вложенности

Элементы могут быть вложены друг в друга как на стороне браузера, так и на стороне сервера. На практике формат JSON (описание стандарта RFC 4627) предоставляет значительно более 4 уровней вложенности, но не следует злоупотреблять этой возможностью.

Лучше всего никогда не выходить за пределы разумной достаточности, это делает код читабельным, упрощает его отладку и понимание другими разработчиками.

JSON принято относить к конструкциям данных, которые проще XML, понятны одновременно и людям, и компьютерам. Это действительно так, когда объем данных мал, а уровень вложенности разработчик выбрал грамотно. Во всех остальных случаях считать количество скобок и понимать сложно как на стороне браузера, так и на стороне сервера.

Файлы JSON

Применение JSON на практике часто не ограничивается доступной восприятию короткой строкой. Любые конструкции данных всегда носят прагматичный характер. При этом JSON может эффективно применяться как в реальных данных задачи (штат предприятия), так и для реализации временных данных (кэш объекта).

Штат предприятия и JSON-формат: пример

Обычно запись об одном человеке - это фамилия, имя, отчество, год рождения, специальность, образование, ... и несколько еще простеньких значений. Даже в особо требовательных компаниях запись об одном человеке не будет превышать десятка-двух полей. Это доступно восприятию и может быть помещено в строку базы данных.

Если в компании работает несколько человек - это одно, но если десятки тысяч - это совсем другое. Можно продолжать использовать базу данных, но хранение ее в виде файла выглядит практичнее и доступнее для использования.

JSON - это обычный текстовый файл. Случай со штатным расписанием, куда ни шло. Прочитать его всегда можно. Открыть и изменить также доступно в любом текстовом редакторе, который не имеет привычки добавлять свою служебную информацию в содержание файла. Вообще, *.json - это чистый текст как внутри браузера, так и внутри файла - строка.

На фото представлен кэш объекта, формирующего картинку, пример.

Это пример содержания файла, сформированного сайтом, предоставляющим услугу цветной объемной печати на кружках и керамических изделиях. Естественно, решить, имея такой JSON-формат, чем открыть его, действительно проблематично. Однако в этом и подобных случаях проблем с чтением файла не возникает: PHP читает файл, разбирает его и передает в браузер. Изменённые посетителем данные возвращаются на сервер и записываются обратно.

В таком варианте использования файл выступает как переменная, которая хранится вне кода. При необходимости, переменная получает значение из файла, а если она будет изменена посетителем в диалоге, предусмотренном сайтом, то все изменения запишутся как есть. Нет необходимости читать и проверять содержимое файла.

JSON часто используется для хранения и использования служебной информации - это не штатное расписание, его не обязательно видеть ни разработчику, ни посетителю сайта.

XML и JSON

"Всему свое время" - классическое знание, принятое за аксиому еще до появления программирования. "Ни что не появляется просто так", - это тоже было до того, как человек написал первую вразумительную программу на искусственном языке.

Форматы данных появляются от реальной потребности и основываются на достигнутых знаниях. У HTML - своя стезя, у XML - своя дорога, а JSON - это объектная логика JavaScript, расширенная на другие языки. Сравнивать одно с другим не лучшее занятие. Каждому свое.

XML чудесно справляется со своими задачами и уходить в историю явно не собирается. А JSON использовался и до 2006 года, просто не каждый разработчик считал своим долгом декларировать те или иные варианты представления своих данных.

Имелись случаи в практике, когда на бэйсике были написаны программы, не использующие JSON как таковой, но прекрасно хранящие пары "имя = значение" и предоставляющие их в распоряжение нужным алгоритмам в нужное время.

Спецсимволы («`», «~», «|», ...) и форматы данных

Привычка работать с ассоциативными массивами и объектами на JavaScript делает использование JSON естественным и удобным. Это действительно отличный формат, но умение разделять и соединять, манипулируя строками и массивами, имеет куда более глубинные корни.

Функции join/split языка JavaScript и implode/explode языка PHP позволяют удобно и эффективно использовать как форматы данных XML, JSON, так и собственный вариант. Последний часто оптимальнее, а первые два идеально подходят для вариантов общего пользования. Если идет передача информации другому разработчику, серверу, в файл или в базу данных, лучше XML и JSON не найти. С ними все работают, потому передача/прием информации не нуждается в комментариях.

Использование JSON в Android

Чтение и запись данных в формате JSON в Android - не только норма вещей, но и множество объектов, ориентированных на работу именно с таким форматом данных.

При этом используется именно формат JSON. Возможно, это так и есть, но вопрос не в феноменальности соцсетей, а в том что действительно представление информации в формате "имя = значение" удобно как для программирования, так и для использования. В отличие от строгого и закомплексованного «XML» это действительно человеко-удобный формат.

Ассоциативные массивы

Сложилось так, что переменные надлежит описывать (JavaScript) или хотя бы указывать начальное значение (PHP). В обоих случаях переменная может изменить свой тип очень легко. При необходимости язык выполняет это преобразование автоматически.

Но почему бы переменной не менять также свое имя, не появляться в ходе выполнения алгоритма и не исчезать, когда необходимость в ней отпадет? Ассоциативные массивы позволяют решить эту проблему, но тогда при использовании таких относительно динамичных переменных, имя массива и соответствующие синтаксические конструкции будут следовать в места их применения.

Особенно это обстоятельство ярко выражено на PHP, но с этим можно мириться, как, впрочем, с символом «$» в имени переменной и комбинацией «$this->» внутри объекта. Программируя одновременно на JavaScript и PHP, поначалу действительно диву даешься, как все отличается, но потом все становится таким привычным и естественным...

Ассоциативный массив -> JSON

В этом примере посредством библиотеки PHPOffice/PHPWord создается документ *.docx, и массив aProperties содержит свойства этого документа (автор, компания, заголовок, категория, дата создания...).

Второй массив содержит данные по странице:

ориентация (альбомная или обычная);
размеры по вертикали и горизонтали;
отступы (поля слева, сверху, снизу, справа);
колонтитулы.

Формирование документа выполняется на сервере, где установлена библиотека PHPOffice/PHPWord. На сайте предусмотрено управление значениями этих массивов посредством JavaScript. Результат в формате JSON возвращается обратно на сервер и используется в алгоритмах на PHP, в его конструкциях, то есть в массивах.

Динамичные переменные

Формат JSON решает проблему динамичных переменных. Здесь можно создавать, изменять и удалять переменные без лишних синтаксических нагромождений. Это красиво смотрится и используется в JavaScript.

В этом примере функция GetOjInfo () выбирает имя значения и значение из объекта. Изначально объект JSON-строки, присвоенной переменной ojInfo, располагает тремя элементами: Name, age и work. Чуть позже добавляется переменная Status.

После первого оператора delete строка ojInfo теряет элемент age, после второго delete - элемент work. Если предположить, что данная строка есть подборка переменных, имеющих определенный смысл, то посредством JSON можно реально создавать, изменять и удалять любые их наборы вне операционного поля (синтаксиса) описания и обработки языка JavaScript.

Формат JSON на такой вариант не был рассчитан, но такое возможно, практично и удобно.