详解Qt中的JSON操作_qt json

JSON（JavaScript Object Notation）作为一种轻量级的数据交换格式，因其简洁的结构、易读性以及与多种编程语言的良好兼容性，在现代Web服务、API交互以及数据持久化场景中得到了广泛应用。Qt作为一款功能强大的跨平台应用开发框架，自Qt 5.0起便内置了对JSON的支持，提供了方便的C++ API供开发者进行JSON数据的生成、解析、操作与序列化。本篇博文将首先回顾JSON的基础知识，随后详细介绍Qt中如何对复杂JSON进行组织与读写，并辅以详细的C++示例代码。

一、JSON基础知识

1. JSON对象

JSON对象是由一组键值对构成的数据结构，每个键（key）是字符串，值（value）可以是以下几种类型之一：

• 字符串（string）
• 数字（number）
• 布尔值（boolean）
• null
• 另一个JSON对象
• JSON数组

JSON对象以花括号 {} 包裹，键值对之间用逗号 , 分隔，键与对应的值之间以冒号 : 分隔。例如：

{
  "name": "John Doe",
  "age": 30,
  "isEmployed": true,
  "address": {
    "street": "123 Main St.",
    "city": "Anytown",
    "country": "USA"
  }
}
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2. JSON数组

JSON数组是一系列有序的值的集合，其元素可以是上述提到的任何JSON类型，包括其他数组或对象。数组以方括号 [] 包裹，元素之间用逗号 , 分隔。例如：

[
  "Apple",
  "Banana",
  "Cherry",
  {
    "id": 1,
    "color": "Red"
  },
  [
    x1, x2, x3
  ]
]
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注：复杂的json中，数组的元素也可以是JSON对象，然后层层嵌套。

二、Qt中JSON的组织与读写

Qt提供了以下几个关键类来处理JSON数据：

• QJsonObject: 表示JSON对象，封装了键值对的管理。
• QJsonArray: 表示JSON数组，实现了动态大小的值列表。
• QJsonValue: 封装了JSON支持的数据类型，包括字符串、数字、布尔值、null、对象和数组。
• QJsonDocument: 代表整个JSON文档，负责从/向UTF-8文本或Qt内部二进制格式进行序列化与反序列化。

1. 生成JSON数据

以下示例展示了如何使用Qt创建一个复杂的JSON对象，包含嵌套对象和数组：

#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonArray>

QJsonObject createComplexJSONObject() {
    QJsonObject personObject;
    personObject["name"] = "John Doe";
    personObject["age"] = 30;
    personObject["isEmployed"] = true;

    QJsonObject addressObject;
    addressObject["street"] = "123 Main St.";
    addressObject["city"] = "Anytown";
    addressObject["country"] = "USA";
    personObject["address"] = addressObject;

    QJsonArray hobbiesArray;
    hobbiesArray.append("Reading");
    hobbiesArray.append("Gaming");
    personObject["hobbies"] = hobbiesArray;

    return personObject;
}

int main() {
    QJsonObject person = createComplexJSONObject();
    QJsonDocument document(person);

    // 输出JSON字符串
    QString jsonString = document.toJson(QJsonDocument::Indented);
    qDebug() << "Generated JSON:\n" << jsonString;

    return 0;
}
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2. 解析JSON数据

给定一个JSON字符串，我们可以使用Qt轻松将其解析为相应的对象或数组结构：

#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonArray>
#include <QDebug>

void parseAndPrintJSON(const QString &jsonString) {
    QJsonParseError error;
    QJsonDocument document = QJsonDocument::fromJson(jsonString.toUtf8(), &error);

    if (error.error != QJsonParseError::NoError) {
        qCritical() << "JSON parsing error: " << error.errorString();
        return;
    }

    if (document.isObject()) {
        QJsonObject object = document.object();

        for (auto it = object.begin(); it != object.end(); ++it) {
            const QString key = it.key();
            qDebug() << "Key: " << key;
        }

        qDebug()<<"name:"<<object.value("name").toString();
        qDebug()<<"age:"<<object.value("age").toInt();
        qDebug()<<"skill:"<<object.value("skills").toArray();
        qDebug()<<"projects:"<<object.value("projects").toArray();
    }
}

int main() {
    const QString jsonString = R"({
        "name": "Jane Smith",
        "age": 35,
        "skills": ["Programming", "Design"],
        "projects": [
            {"title": "Project A", "status": "ongoing"},
            {"title": "Project B", "status": "completed"}
        ]
    })";

    parseAndPrintJSON(jsonString);

    return 0;
}

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3. 访问与修改JSON数据

Qt提供的类提供了丰富的接口来访问和修改已解析的JSON数据。以下示例展示了如何查询、添加、更新和删除JSON对象中的键值对：

#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonArray>
#include <QDebug>

void manipulateJSON(QJsonObject &person) {
    // 查询值
    bool isEmployed = person["isEmployed"].toBool();
    qDebug() << "Is employed: " << isEmployed;

    // 添加键值对
    person["favoriteColor"] = "Blue";

    // 更新现有值
    person["age"] = 31;

    // 删除键值对
    person.remove("hobbies");

    // 修改嵌套对象
    QJsonObject address = person["address"].toObject();
    address["city"] = "New City";
    person["address"] = address;
}

int main() {

    QJsonObject personObject;
    personObject["name"] = "John Doe";

    personObject["age"] = 30;

    personObject["isEmployed"] = true;


    QJsonObject addressObject;
    addressObject["street"] = "123 Main St.";
    addressObject["city"] = "Anytown";
    addressObject["country"] = "USA";
    personObject["address"] = addressObject;

    QJsonArray hobbiesArray;
    hobbiesArray.append("Reading");
    hobbiesArray.append("Gaming");
    personObject["hobbies"] = hobbiesArray;

    manipulateJSON(personObject);

    QJsonDocument updatedDoc(personObject);
    QString updatedJson = updatedDoc.toJson(QJsonDocument::Indented);
    qDebug() << "Updated JSON:\n" << updatedJson;

    return 0;
}

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三、总结

Qt框架通过QJsonObject、QJsonArray、QJsonValue和QJsonDocument类为开发者提供了完整的JSON处理能力。无论是构建复杂的JSON结构，解析来自外部源的JSON数据，还是对已有的JSON进行查询、更新与删除操作，Qt的API都提供了直观且高效的解决方案。掌握这些工具将极大地简化Qt应用程序中与JSON数据相关的任务，使其能够无缝地与其他系统和服务进行数据交换。