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深入理解 JSON.stringify：优雅输出 JSON 数据

news 来源：原创 2025/5/1 19:15:53

在 JavaScript 开发中，JSON 数据的处理是一项基础且关键的技能。JSON.stringify() 方法作为将 JavaScript 对象转换为 JSON 字符串的标准工具，其功能远不止于简单的数据转换。本文将深入探讨 JSON.stringify() 的使用技巧、参数配置以及常见陷阱，帮助开发者更优雅地处理 JSON 数据输出。

基础用法

JSON.stringify() 的基本语法如下：

JSON.stringify(value[, replacer[, space]])

其中：

value：要转换为 JSON 字符串的值（通常是对象或数组）
replacer：可选参数，用于转换结果的函数或数组
space：可选参数，用于美化输出的空白字符串或数字

简单示例

const user = {
  name: "张三",
  age: 30,
  skills: ["JavaScript", "Python", "React"]
};

// 基本转换
const jsonString = JSON.stringify(user);
console.log(jsonString);
// 输出: {"name":"张三","age":30,"skills":["JavaScript","Python","React"]}

格式化输出

使用第三个参数 space 可以让 JSON 输出更加美观易读：

// 使用2个空格缩进
console.log(JSON.stringify(user, null, 2));
/*
输出:
{
  "name": "张三",
  "age": 30,
  "skills": [
    "JavaScript",
    "Python",
    "React"
  ]
}
*/

// 使用制表符缩进
console.log(JSON.stringify(user, null, '\t'));

// 使用自定义字符串缩进
console.log(JSON.stringify(user, null, '..'));

使用 replacer 参数

使用数组作为 replacer

当 replacer 是数组时，只有包含在数组中的属性名才会被序列化：

const user = {
  name: "张三",
  age: 30,
  password: "secret123",
  address: "北京市海淀区"
};

// 只输出name和age属性
console.log(JSON.stringify(user, ['name', 'age']));
// 输出: {"name":"张三","age":30}

使用函数作为 replacer

当 replacer 是函数时，可以对序列化过程进行更精细的控制：

const user = {
  name: "张三",
  age: 30,
  password: "secret123",
  createdAt: new Date()
};

// 自定义转换逻辑
const replacer = (key, value) => {
  // 隐藏密码
  if (key === 'password') return '******';
  
  // 格式化日期
  if (value instanceof Date) return value.toISOString();
  
  return value;
};

console.log(JSON.stringify(user, replacer, 2));
/*
输出:
{
  "name": "张三",
  "age": 30,
  "password": "******",
  "createdAt": "2025-03-18T00:51:46.000Z"
}
*/

处理特殊数据类型

JSON.stringify() 对不同数据类型的处理规则：

// 处理undefined、函数和Symbol
const obj = {
  a: undefined,
  b: function() {},
  c: Symbol('symbol'),
  d: 'normal string',
  e: null,
  f: NaN,
  g: Infinity
};

console.log(JSON.stringify(obj));
// 输出: {"d":"normal string","e":null,"f":null,"g":null}
// undefined、函数和Symbol被忽略，NaN和Infinity被转换为null

循环引用问题

当对象存在循环引用时，JSON.stringify() 会抛出错误：

const circularObj = { name: "循环对象" };
circularObj.self = circularObj;

try {
  JSON.stringify(circularObj);
} catch (error) {
  console.error("循环引用错误:", error.message);
  // 输出: 循环引用错误: Converting circular structure to JSON
}

解决循环引用

使用 replacer 函数可以解决循环引用问题：

function handleCircular() {
  const seen = new WeakSet();
  return (key, value) => {
    if (typeof value === 'object' && value !== null) {
      if (seen.has(value)) {
        return '[Circular]';
      }
      seen.add(value);
    }
    return value;
  };
}

const circularObj = { name: "循环对象" };
circularObj.self = circularObj;

console.log(JSON.stringify(circularObj, handleCircular()));
// 输出: {"name":"循环对象","self":"[Circular]"}

toJSON 方法

对象可以定义 toJSON() 方法来自定义序列化行为：

const user = {
  name: "张三",
  age: 30,
  password: "secret123",
  
  // 自定义序列化方法
  toJSON: function() {
    return {
      name: this.name,
      age: this.age,
      // 不包含密码字段
    };
  }
};

console.log(JSON.stringify(user));
// 输出: {"name":"张三","age":30}

实际应用场景

1. API 数据传输

// 准备发送到服务器的数据
const postData = {
  title: "新文章",
  content: "文章内容...",
  tags: ["JavaScript", "JSON"],
  draft: false,
  author: {
    id: 123,
    name: "张三"
  }
};

// 转换为JSON字符串
const jsonData = JSON.stringify(postData);

// 使用fetch API发送数据
fetch('https://api.example.com/articles', {
  method: 'POST',
  headers: {
    'Content-Type': 'application/json'
  },
  body: jsonData
})
.then(response => response.json())
.then(data => console.log('发布成功:', data));

2. 本地存储

// 用户设置
const userSettings = {
  theme: "dark",
  fontSize: 16,
  notifications: true,
  lastLogin: new Date()
};

// 保存到localStorage
localStorage.setItem('userSettings', JSON.stringify(userSettings));

// 稍后读取
const savedSettings = JSON.parse(localStorage.getItem('userSettings'));
console.log('已保存的设置:', savedSettings);

3. 调试输出

// 复杂对象
const complexObject = {
  data: {
    users: [
      { id: 1, name: "张三", active: true },
      { id: 2, name: "李四", active: false }
    ],
    stats: {
      active: 1,
      inactive: 1,
      total: 2
    }
  },
  metadata: {
    lastUpdated: new Date(),
    version: "1.0.3"
  }
};

// 格式化输出用于调试
console.log('调试数据:');
console.log(JSON.stringify(complexObject, (key, value) => {
  if (value instanceof Date) return value.toISOString();
  return value;
}, 2));

性能考虑

在处理大型数据结构时，JSON.stringify() 可能会影响性能。以下是一些优化建议：

避免不必要的序列化：只在需要时才执行 JSON.stringify()
限制数据大小：只序列化必要的数据
使用 Web Workers：对于大型数据，考虑在后台线程中执行序列化

// 处理大型数据的示例
const largeData = generateLargeDataset(); // 假设这是一个大型数据集

// 创建Web Worker
const worker = new Worker('stringify-worker.js');

// 发送数据到Worker
worker.postMessage(largeData);

// 接收序列化结果
worker.onmessage = function(e) {
  const jsonString = e.data;
  console.log('序列化完成，数据长度:', jsonString.length);
  // 使用序列化后的数据...
};

// stringify-worker.js 内容:
/*
self.onmessage = function(e) {
  const data = e.data;
  const jsonString = JSON.stringify(data);
  self.postMessage(jsonString);
};
*/