【学习笔记】nlohmannjsoncjson
【学习笔记】nlohmann::json&&cjson
[{"nodeId":1,"refreshRate": 6000,"brightness":{"B": 50, "G": 50, "R": 50,"all": 50}}
]将上面的数据分别使用nlohmann::json或者cjson实现出来。
一、cjson
#include "cJSON.h"
#include <iostream>
#include <string>int main() {// 创建JSON数组 //root: [ ]cJSON* root = cJSON_CreateArray();// 创建第一个节点对象 node: { }cJSON* node = cJSON_CreateObject();cJSON_AddNumberToObject(node, "nodeId", 1);cJSON_AddNumberToObject(node, "refreshRate", 6000);// 创建亮度对象brightness: { }cJSON* brightness = cJSON_CreateObject();cJSON_AddNumberToObject(brightness, "B", 50);cJSON_AddNumberToObject(brightness, "G", 50);cJSON_AddNumberToObject(brightness, "R", 50);cJSON_AddNumberToObject(brightness, "all", 50);// 将亮度对象添加到节点cJSON_AddItemToObject(node, "brightness", brightness);// 将节点添加到数组cJSON_AddItemToArray(root, node);// 转换为格式化的JSON字符串char* jsonString = cJSON_Print(root);if (jsonString) {std::cout << jsonString << std::endl;free(jsonString); // 释放由cJSON_Print分配的内存}// 释放JSON结构占用的内存cJSON_Delete(root);return 0;
} ● 单文件实现：仅包含 cJSON.c 和 cJSON.h，无需额外依赖，适合嵌入式系统或资源受限环境。
● C 语言兼容性：纯 C 实现，可无缝集成到 C 或 C++ 项目中，不依赖 C++ 标准库。
● 精简的内存模型：采用链表结构存储 JSON 节点，内存占用小，解析速度快（尤其适合小到中型 JSON）。
● 无 STL 依赖：避免了 C++ 标准库的开销，在低性能设备上表现更优。
● 函数式接口：通过 cJSON_Create*、cJSON_Add* 等函数操作 JSON，学习成本低。
● 手动内存管理：允许精细控制内存分配，适合对内存使用敏感的场景。需要手动释放。
二、nlohmann/json
1、nlohmann/json（嵌套赋值）
#include <iostream>
#include <nlohmann/json.hpp>using json = nlohmann::json;int main() {// 创建空的JSON对象json layer_json;// 直接使用嵌套赋值（自动创建中间对象）layer_json["brightness"]["B"] = 50;layer_json["brightness"]["G"] = 50;layer_json["brightness"]["R"] = 50;layer_json["brightness"]["all"] = 50;// 添加其他字段layer_json["nodeId"] = 1;layer_json["refreshRate"] = 6000;// 输出JSON（格式化，缩进4空格）std::cout << layer_json.dump(4) << std::endl;return 0;
}
2、nlohmann/json（初始化列表）
#include <iostream>
#include <nlohmann/json.hpp>using json = nlohmann::json;int main() {// 创建JSON数组json jsonArray = json::array();// 创建第一个节点对象json node = {{"nodeId", 1},{"refreshRate", 6000},{"brightness", {{"B", 50},{"G", 50},{"R", 50},{"all", 50}}}};// 将节点添加到数组jsonArray.push_back(node);// 输出JSON（格式化，缩进4空格）std::cout << jsonArray.dump(4) << std::endl;return 0;
}
3、初始化列表/嵌套赋值差异
● 嵌套赋值：像 “积木”，适合逐步组装动态结构。
● 初始化列表：像 “蓝图”，适合一次性构建静态结构。
| 维度 | 初始化列表方式 | 嵌套赋值方式 |
|---|---|---|
| 实现机制 | 一次性构造完整 JSON 结构 | 动态创建并修改 JSON 结构 |
| 适用场景 | 静态已知的 JSON 结构（编译时确定） | 动态生成或修改的 JSON（运行时确定） |
| 代码风格 | 声明式（类似 JSON 字面量） | 命令式（类似 JavaScript 对象操作） |
| 性能 | 通常略高效（一次性分配内存） | 可能多次内存分配（动态扩展） |
| 错误处理 | 编译时类型检查（如 nodeId 必须为数值） | 运行时可能抛出异常 |
| 缺点 | 灵活性低：必须预先知道完整结构，无法动态调整。嵌套层级过深时可读性下降：多层嵌套会导致代码冗长。 | 潜在性能开销：每次访问不存在的键时会自动创建对象，可能触发多次内存分配。运行时错误风险：若键名拼写错误，会创建新字段而非报错（如 layer_json[“brightnes”][“B”]）。 |
| 性能对比 | 运行时分配内存：分配内存 → 一次性构造所有节点 → 完成 | 运行时分配内存：访问 layer_json → 检查 “brightness” 是否存在 → 不存在则创建对象访问 “brightness” → 检查 “B” 是否存在 → 不存在则创建并赋值重复上述步骤… |
4、nlohmann优势
● 自动资源管理：避免手动内存管理，减少内存泄漏风险。
● 小对象优化：对于小 JSON 对象（如只含几个字段），直接在栈上分配内存，减少堆分配开销。
● 编译时检查：编译的时候检查类型，类型安全。
● 基准测试：在处理中等大小 JSON（1MB）时，nlohmann/json 的解析速度通常比其他 C++ 库快 20%~50%。
● 支持STL 风格接口：支持容器式操作和迭代器支持。
for (auto& element : j["hobbies"]) { // 支持范围for循环std::cout << element << std::endl;
}j["scores"].push_back(95); // 类似vector的操作
for (auto it = j.begin(); it != j.end(); ++it) {std::cout << it.key() << ": " << it.value() << std::endl;
}
● 自动序列化 / 反序列化：支持序列化和反序列化。
struct Person {std::string name;int age;
};// 只需定义to_json/from_json函数
void to_json(json& j, const Person& p) {j = {{"name", p.name}, {"age", p.age}};
}void from_json(const json& j, Person& p) {p.name = j.at("name").get<std::string>();p.age = j.at("age").get<int>();
}// 使用示例
Person p = {"Alice", 30};
json j = p; // 自动序列化
Person p2 = j.get<Person>(); // 自动反序列化