JSON简介及其应用

A Brief Introduction and Applications of JSON

By Jackson@ML

1. JSON的概念

JSON（JavaScript Object Notation） 是一种轻量级的数据交换格式，采用键值对（key-value）的方式组织数据，语法类似JavaScript对象，易于人阅读和机器解析。

2. JSON的作用

JSON有几方面的作用如下：
• 在前后端数据交互中传输结构化数据
• 用于API响应与请求格式（如RESTful API）
• 常见于配置文件（如.json）和持久化存储格式

3. JSON的使用方法与编写步骤

1) 使用花括号 {} 表示对象

2) 使用中括号 [] 表示数组

3) 键用双引号包裹，值可以是字符串、数字、布尔值、数组或对象

4) 不允许注释

4. 代码示例

示例一： 以下是对某个人的对象特征描述的JSON格式。

{"name": "Jackson","age": 30,"languages": ["JavaScript", "Python", "Java"],"isActive": true
}

示例二： 以下是对某个团队成员记录的数组描述的JSON格式。

{
"employees":[{"firstName":"John", "lastName":"Doe"},{"firstName":"Anna", "lastName":"Smith"},{"firstName":"Peter", "lastName":"Jones"}
]
}

尽管示例一、示例二存储的对象信息不同，但可以看出共同点，以及对单个对象的键值对，和对单个对象单一键对应的字符串值组成的数组，均可以用JSON格式来表达。

5. JSON助力Web开发功能

JSON有效且广泛用于Web开发，它主要有以下特点：

1) 与服务器交换数据更高效，且比XML语言更加简洁；

2) 可在Web站点前端异步加载数据（例如：AJAX，fetch）;

3) 是API调用的通用格式，并且支持跨平台和多语言开发。

4) 可用于本地存储（localStorage）。

6. 在JavaScript中的应用

我们可以看看在JavaScript语言中，用来解析和生成JSON的示例如下：

// 将对象转为JSON字符串
const jsonString = JSON.stringify(data);// 将JSON字符串转为JavaScript对象
const obj = JSON.parse(jsonString);

7. 在Node.js常见场景的应用

7.1 应用场景一：读取本地的JSON配置文件

许多Node.js后端项目使用JSON存储配置或数据。示例代码如下。
1） config.json

{"port": 3000,"db": "mongodb://localhost:27017/mydb"
}

2） JavaScript代码示例app.js

const fs = require('fs');// 读取 JSON 文件并解析为对象
const config = JSON.parse(fs.readFileSync('config.json', 'utf-8'));console.log(`Server will run on port: ${config.port}`);

7.2 应用场景二：与前端通信时，发送JSON响应

在构建Web API时，Node.js常用JSON响应客户端请求。

示例：利用Express构建JSON API

const express = require('express');
const app = express();app.get('/api/user', (req, res) => {res.json({id: 1,name: 'Jackson',active: true});
});app.listen(3000, () => {console.log('API server running on http://localhost:3000');
});

7.3 应用场景三：处理客户端提交的JSON数据

首先，使用中间件解析前端POST请求中的JSON。示例代码如下：

app.use(express.json()); // 中间件app.post('/api/data', (req, res) => {const data = req.body;console.log('Received data:', data);res.send('Data received');
});

其次，前端发送请求：

fetch('/api/data', {method: 'POST',headers: {'Content-Type': 'application/json'},body: JSON.stringify({name: 'Jackson', score: 100})
});

8. 连接MongoDB数据库的应用

MongoDB是典型的文档型数据库，在互联网崛起的今天，广泛应用于Web站点、数据库和大数据领域。

为了使用MongoDB，我们可以安装Python第三方库mongoose,执行以下命令即可完成安装(前提是已经安装Node.js且node包管理器npm可用)：

$ npm install mongoose

完成安装后，可以使用mongoos来保存JSON数据，示例代码如下：

const mongoose = require('mongoose');// 1. 连接数据库
mongoose.connect('mongodb://localhost:27017/myapp', {useNewUrlParser: true,useUnifiedTopology: true
});// 2. 定义数据模型（Schema）
const UserSchema = new mongoose.Schema({name: String,age: Number,email: String
});
const User = mongoose.model('User', UserSchema);// 3. 插入 JSON 对象
const userData = {name: 'Jackson',age: 30,email: 'jackson@example.com'
};const newUser = new User(userData);
newUser.save().then(() => console.log('User saved to MongoDB'));

也可以查询JSON数据，示例代码如下：

User.find({ name: 'Jackson' }).then(users => {console.log('Found users:', users);
});

9. 小结

JSON 是一种轻量级、易读写的数据交换格式，采用键值对结构，广泛应用于 Web 开发。它与 JavaScript 原生兼容，支持对象、数组、字符串等数据类型。

在 Node.js 中，JSON 常用于配置管理、API 数据交互与文件读写；结合 MongoDB 使用时，JSON 可直接映射为文档结构，便于数据插入、查询与持久化，提升前后端通信与数据库操作的效率。

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