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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