JSON簡介及其應用

A Brief Introduction and Applications of JSON

By Jackson@ML

1. JSON的概念

JSON（JavaScript Object Notation） 是一種輕量級的數據交換格式，采用鍵值對（key-value）的方式組織數據，語法類似JavaScript對象，易于人閱讀和機器解析。

2. JSON的作用

JSON有幾方面的作用如下：
? 在前后端數據交互中傳輸結構化數據
? 用于API響應與請求格式（如RESTful API）
? 常見于配置文件（如.json）和持久化存儲格式

3. JSON的使用方法與編寫步驟

1) 使用花括號 {} 表示對象

2) 使用中括號 [] 表示數組

3) 鍵用雙引號包裹，值可以是字符串、數字、布爾值、數組或對象

4) 不允許注釋

4. 代碼示例

示例一： 以下是對某個人的對象特征描述的JSON格式。

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

示例二： 以下是對某個團隊成員記錄的數組描述的JSON格式。

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

盡管示例一、示例二存儲的對象信息不同，但可以看出共同點，以及對單個對象的鍵值對，和對單個對象單一鍵對應的字符串值組成的數組，均可以用JSON格式來表達。

5. JSON助力Web開發功能

JSON有效且廣泛用于Web開發，它主要有以下特點：

1) 與服務器交換數據更高效，且比XML語言更加簡潔；

2) 可在Web站點前端異步加載數據（例如：AJAX，fetch）;

3) 是API調用的通用格式，并且支持跨平臺和多語言開發。

4) 可用于本地存儲（localStorage）。

6. 在JavaScript中的應用

我們可以看看在JavaScript語言中，用來解析和生成JSON的示例如下：

// 將對象轉為JSON字符串
const jsonString = JSON.stringify(data);// 將JSON字符串轉為JavaScript對象
const obj = JSON.parse(jsonString);

7. 在Node.js常見場景的應用

7.1 應用場景一：讀取本地的JSON配置文件

許多Node.js后端項目使用JSON存儲配置或數據。示例代碼如下。
1） config.json

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

2） JavaScript代碼示例app.js

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

7.2 應用場景二：與前端通信時，發送JSON響應

在構建Web API時，Node.js常用JSON響應客戶端請求。

示例：利用Express構建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 應用場景三：處理客戶端提交的JSON數據

首先，使用中間件解析前端POST請求中的JSON。示例代碼如下：

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

其次，前端發送請求：

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

8. 連接MongoDB數據庫的應用

MongoDB是典型的文檔型數據庫，在互聯網崛起的今天，廣泛應用于Web站點、數據庫和大數據領域。

為了使用MongoDB，我們可以安裝Python第三方庫mongoose,執行以下命令即可完成安裝(前提是已經安裝Node.js且node包管理器npm可用)：

$ npm install mongoose

完成安裝后，可以使用mongoos來保存JSON數據，示例代碼如下：

const mongoose = require('mongoose');// 1. 連接數據庫
mongoose.connect('mongodb://localhost:27017/myapp', {useNewUrlParser: true,useUnifiedTopology: true
});// 2. 定義數據模型（Schema）
const UserSchema = new mongoose.Schema({name: String,age: Number,email: String
});
const User = mongoose.model('User', UserSchema);// 3. 插入 JSON 對象
const userData = {name: 'Jackson',age: 30,email: 'jackson@example.com'
};const newUser = new User(userData);
newUser.save().then(() => console.log('User saved to MongoDB'));

也可以查詢JSON數據，示例代碼如下：

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

9. 小結

JSON 是一種輕量級、易讀寫的數據交換格式，采用鍵值對結構，廣泛應用于 Web 開發。它與 JavaScript 原生兼容，支持對象、數組、字符串等數據類型。

在 Node.js 中，JSON 常用于配置管理、API 數據交互與文件讀寫；結合 MongoDB 使用時，JSON 可直接映射為文檔結構，便于數據插入、查詢與持久化，提升前后端通信與數據庫操作的效率。

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