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          程序員都應該了解的一種數據格式之 JSON

          者 | 豬哥

          責編 | maozz

          JSON的誕生原因是因為XML整合到HTML中各個瀏覽器實現的細節不盡相同,所以道格拉斯·克羅克福特(Douglas Crockford) 和 奇普·莫寧斯達(Chip Morningstar)一起從JS的數據類型中提取了一個子集,作為新的數據交換格式,因為主流的瀏覽器使用了通用的JavaScript引擎組件,所以在解析這種新數據格式時就不存在兼容性問題,于是他們將這種數據格式命名為 “JavaScript Object Notation”,縮寫為 JSON,由此JSON便誕生了!

          今天我們來學習一下JSON的結構形式、數據類型、使用場景以及注意事項吧!

          JSON格式

          上面我們知道JSON是從JavaScript的數據類型中提取出來的子集,那JSON有幾種結構形式呢?又有哪些數據類型呢?他們又分別對應著JavaScript中的哪些數據類型呢?

          JSON的2種結構形式,鍵值對形式和數組形式。

          舉了一個JSON的實例,就是鍵值對形式的,如下:

          {

          "person": {

          "name": "pig",

          "age": "18",

          "sex": "man",

          "hometown": {

          "province": "江西省",

          "city": "撫州市",

          "county": "崇仁縣"

          }

          }

          }

          這種結構的JSON數據規則是:一個無序的“‘名稱/值’對”集合。一個對象以 {左括號 開始, }右括號 結束。每個“名稱”后跟一個 :冒號 ;“‘名稱/值’ 對”之間使用 ,逗號 分隔。

          因為大多數的時候大家用的JSON可能都是上面那種key-value形式,所以很多人在講解JSON的時候總是會忽略數組形式,這一點是需要注意的。

          那JSON的數組形式是怎么樣的呢?舉一個實例吧!

          ["pig", 18, "man", "江西省撫州市崇仁縣"]

          數組形式的JSON數據就是值(value)的有序集合。一個數組以 [左中括號 開始, ]右中括號 結束。值之間使用 ,逗號 分隔。

          JOSN的6種數據類型

          上面兩種JSON形式內部都是包含value的,那JSON的value到底有哪些類型,而且上期我們說JSON其實就是從Js數據格式中提取了一個子集,那具體有哪幾種數據類型呢?

          1. string:字符串,必須要用雙引號引起來。

          2. number:數值,與JavaScript的number一致,整數(不使用小數點或指數計數法)最多為 15 位,小數的最大位數是 17。

          3. object:JavaScript的對象形式,{ key:value }表示方式,可嵌套。

          4. array:數組,JavaScript的Array表示方式[ value ],可嵌套。

          5. true/false:布爾類型,JavaScript的boolean類型。

          6. :空值,JavaScript的。

          以上數據形式圖片來源JSON官方文檔:http://www.json.org/json-zh.html

          JSON使用場景

          介紹完JSON的數據格式,那我們來看看JSON在企業中使用的比較多的場景。

          接口返回數據和序列化。JSON用的最多的地方莫過于Web了,現在的數據接口基本上都是返回的JSON,具體細化的場景有:

          1. Ajxa異步訪問數據

          2. RPC遠程調用

          3. 前后端分離后端返回的數據

          4. 開放API,如百度、高德等一些開放接口

          5. 企業間合作接口

          這種API接口一般都會提供一個接口文檔,說明接口的入參、出參等,

          一般的接口返回數據都會封裝成JSON格式,比如類似下面這種

          {

          "code": 1,

          "msg": "success",

          "data": {

          "name": "pig",

          "age": "18",

          "sex": "man",

          "hometown": {

          "province": "江西省",

          "city": "撫州市",

          "county": "崇仁縣"

          }

          }

          }

          程序在運行時所有的變量都是保存在內存當中的,如果出現程序重啟或者機器宕機的情況,那這些數據就丟失了。一般情況運行時變量并不是那么重要丟了就丟了,但有些內存中的數據是需要保存起來供下次程序或者其他程序使用。

          保存內存中的數據要么保存在數據庫,要么保存直接到文件中,而將內存中的數據變成可保存或可傳輸的數據的過程叫做序列化,在Python中叫pickling,在其他語言中也被稱之為serialization,marshalling,flattening等等,都是一個意思。

          正常的序列化是將編程語言中的對象直接轉成可保存或可傳輸的,這樣會保存對象的類型信息,而JSON序列化則不會保留對象類型!

          為了讓大家更直觀的感受區別,豬哥用代碼做一個測試,大家一目了然

          1. Python對象直接序列化會保存class信息,下次使用loads加載到內存時直接變成Python對象。

          2. JSON對象序列化只保存屬性數據,不保留class信息,下次使用loads加載到內存可以直接轉成dict對象,當然也可以轉為Person對象,但是需要寫輔助方法。

          對于JSON序列化不能保存class信息的特點,那JSON序列化還有什么用?答案是當然有用,對于不同編程語言序列化讀取有用,比如:我用Python爬取數據然后轉成對象,現在我需要將它序列化磁盤,然后使用Java語言讀取這份數據,這個時候由于跨語言數據類型不同,所以就需要用到JSON序列化。

          存在即合理,兩種序列化可根據需求自行選擇!

          最后就是生成Token和配置文件

          首先聲明Token的形式多種多樣,有JSON、字符串、數字等等,只要能滿足需求即可,沒有規定用哪種形式。

          JSON格式的Token最有代表性的莫過于JWT(JSON Web Tokens)。

          隨著技術的發展,分布式web應用的普及,通過Session管理用戶登錄狀態成本越來越高,因此慢慢發展成為Token的方式做登錄身份校驗,然后通過Token去取Redis中的緩存的用戶信息,隨著之后JWT的出現,校驗方式更加簡單便捷化,無需通過Redis緩存,而是直接根據Token取出保存的用戶信息,以及對Token可用性校驗,單點登錄更為簡單。

          使用JWT做過app的登錄系統,大概的流程就是:

          1. 用戶輸入用戶名密碼

          2. app請求登錄中心驗證用戶名密碼

          3. 如果驗證通過則生成一個Token,其中Token中包含:

          4. 用戶的uid、Token過期時間、過期延期時間等,然后返回給app

          5. app獲得Token,保存在cookie中,下次請求其他服務則帶上

          6. 其他服務獲取到Token之后調用登錄中心接口驗證

          7. 驗證通過則響應

          JWT登錄認證有哪些優勢:

          1. 性能好:服務器不需要保存大量的session

          2. 單點登錄(登錄一個應用,同一個企業的其他應用都可以訪問):使用JWT做一個登錄中心基本搞定,很容易實現。

          3. 兼容性好:支持移動設備,支持跨程序調用,Cookie 是不允許垮域訪問的,而 Token 則不存在這個問題。

          4. 安全性好:因為有簽名,所以JWT可以防止被篡改。更多JWT相關知識自行在網上學習,本文不過多介紹!

          說實話JSON作為配置文件使用場景并不多,最具代表性的就是npm的package.json包管理配置文件了,下面就是一個npm的package.json配置文件內容。

          {

          "name": "server", //項目名稱

          "version": "0.0.0",

          "private": true,

          "main": "server.js", //項目入口地址,即執行npm后會執行的項目

          "scripts": {

          "start": "node ./bin/www" ///scripts指定了運行腳本命令的npm命令行縮寫

          },

          "dependencies": {

          "cookie-parser": "~1.4.3", //指定項目開發所需的模塊

          "debug": "~2.6.9",

          "express": "~4.16.0",

          "http-errors": "~1.6.2",

          "jade": "~1.11.0",

          "morgan": "~1.9.0"

          }

          }

          但其實JSON并不合適做配置文件,因為它不能寫注釋、作為配置文件的可讀性差等原因。

          配置文件的格式有很多種如:toml、yaml、xml、ini等,目前很多地方開始使用yaml作為配置文件格式。

          JSON在Python中的使用

          最后我們來看看Python中操作JSON的常用方法有哪些,在Python中操作JSON時需要引入json標準庫。

          import json

          類型轉換

          Python類型轉JSON:json.dump

          # 1、Python的dict類型轉JSON

          person_dict = {'name': 'pig', 'age': 18, 'sex': 'man', 'hometown': '江西撫州'}

          # indent參數為縮進空格數

          person_dict_json = json.dumps(person_dict, indent=4)

          print(person_dict_json, '\n')

          # 2、Python的列表類型轉JSON

          person_list = ['pig', 18, 'man', '江西撫州']

          person_list_json = json.dumps(person_list)

          print(person_list_json, '\n')

          # 3、Python的對象類型轉JSON

          person_obj = Person('pig', 18, 'man', '江西撫州')

          # 中間的匿名函數是獲得對象所有屬性的字典形式

          person_obj_json = json.dumps(person_obj, default=lambda obj: obj.__dict__, indent=4)

          print(person_obj_json, '\n')

          執行結果:

          JSON轉Python類型:json.loads

          # 4、JSON轉Python的dict類型

          person_json = '{ "name": "pig","age": 18, "sex": "man", "hometown": "江西撫州"}'

          person_json_dict = json.loads(person_json)

          print(type(person_json_dict), '\n')

          # 5、JSON轉Python的列表類型

          person_json2 = '["pig", 18, "man", "江西撫州"]'

          person_json_list = json.loads(person_json2)

          print(type(person_json_list), '\n')

          # 6、JSON轉Python的自定義對象類型

          person_json = '{ "name": "pig","age": 18, "sex": "man", "hometown": "江西撫州"}'

          # object_hook參數是將dict對象轉成自定義對象

          person_json_obj = json.loads(person_json, object_hook=lambda d: Person(d['name'], d['age'], d['sex'], d['hometown']))

          print(type(person_json_obj), '\n')

          執行結果如下:

          對應的數據類型

          上面我們演示了Python類型與JSON的相互轉換,最開始的時候我們講過JSON有6種數據類型,那這6種數據類型分別對應Python中的哪些數據類型呢?

          需要注意的點

          JSON的鍵名和字符串都必須使用雙引號引起來,而Python中單引號也可以表示為字符串,所以這是個比較容易犯的錯誤!

          Python類型與JSON相互轉換的時候到底是用load/dump還是用loads\dumps?

          • 他們之間有什么區別?

          • 什么時候該加s什么時候不該加s?

          這個我們可以通過查看源碼找到答案:

          不加s的方法入參多了一個fp表示filepath,最后多了一個寫入文件的操作。

          所以我們在記憶的時候可以這樣記憶:

          加s表示轉成字符串(str),不加s表示轉成文件。

          Python自定義對象與JSON相互轉換的時候需要輔助方法來指明屬性與鍵名的對應關系,如果不指定一個方法則會拋出異常!

          相信有些看的仔細的同學會好奇上面使用json.dumps方法將Python類型轉JSON的時候,如果出現中文,則會出現:

          \u6c5f\u897f\u629a\u5dde

          這種東西,這是為什么呢?

          原因是:Python 3中的json在做dumps操作時,會將中文轉換成unicode編碼,并以16進制方式存儲,而并不是UTF-8格式!

          總結

          今天我們學習了JSON的2種形式,切記JSON還有[...]這種形式的。

          學習了JSON的6種數據類型他們分別對于Python中的哪些類型。

          了解了JSON的一些使用場景以及實際的例子。

          還學習了在Python中如何使用JSON以及需要注意的事項。

          一個JSON知識點卻分兩篇長文(近萬字)來講,其重要性不言而喻。因為不管你是做爬蟲、還是做數據分析、web、甚至前端、測試、運維,JSON都是你必須要掌握的一個知識點

          本文為作者投稿,版權歸作者個人所有。

          Java Web開發中,Servlet是處理HTTP請求的核心技術之一。Servlet提供了一種直接控制HTTP響應的方式,包括設置響應頭(Header)。如果你正在使用Servlet API來構建Web應用,了解如何在Servlet中設置HTTP響應Header是非常重要的。下面,我們將詳細介紹如何在Servlet中實現這一點,并提供具體的代碼示例。

          示例代碼

          考慮一個簡單的Servlet,它的任務是在HTTP響應中設置一個自定義的Header,例如X-Custom-Header,其值為my-custom-value。以下是具體的實現代碼:

          import javax.servlet.ServletException;
          import javax.servlet.http.HttpServlet;
          import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
          import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
          import java.io.IOException;
          
          public class CustomHeaderServlet extends HttpServlet {
          
              protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
                  // 設置響應頭
                  response.setHeader("X-Custom-Header", "my-custom-value");
                  
                  // 設置響應狀態碼為200 OK
                  response.setStatus(HttpServletResponse.SC_OK);
                  
                  // 可選:設置響應體
                  response.getWriter().println("Hello, this is the response body.");
              }
          }

          源碼解析

          1. 繼承HttpServlet類:創建一個Servlet,必須繼承HttpServlet類。這為我們提供了處理HTTP請求的基本方法。
          2. 重寫doGet()方法:這是處理HTTP GET請求的方法。你也可以重寫doPost()、doPut()等方法來處理其他類型的HTTP請求。
          3. 設置HTTP響應Header:使用response.setHeader()方法設置響應頭。在這個例子中,我們設置了一個名為X-Custom-Header的Header,其值為my-custom-value。
          4. 設置響應狀態碼:通過response.setStatus()方法設置HTTP響應的狀態碼。在這個例子中,我們設置為HttpServletResponse.SC_OK,即200 OK,表示請求成功。
          5. 設置響應體:雖然不是必須的,但你也可以使用response.getWriter().println()來設置響應體的內容。這將是一個字符串,可以是HTML、JSON或其他任何形式的數據。

          總結

          通過上述示例,我們展示了如何在Java Servlet中設置HTTP響應Header。這只是一個基本的例子,實際應用中你可能需要處理更復雜的邏輯,例如根據請求參數動態設置Header值,或者設置多個Header。Servlet API提供了足夠的靈活性來滿足這些需求,使你能夠完全控制HTTP響應的各個方面。對于需要深入定制HTTP響應的場景,Servlet無疑是一個強大且靈活的選擇。

          #頭條創作挑戰賽#

          現代web開發中,表單是用戶與網站互動的重要方式之一。HTML5為表單提交提供了強大的功能和豐富的輸入類型,讓收集和驗證用戶輸入數據變得更加容易和安全。本文將詳細介紹HTML5表單的各個方面,包括基本結構、輸入類型、驗證方法和提交過程。

          基本結構

          HTML表單由<form>標簽定義,它可以包含輸入字段、標簽、按鈕等元素。一個基本的表單結構如下所示:

          <form action="/submit_form" method="post">
            <label for="name">姓名:</label>
            <input type="text" id="name" name="name" required>
            
            <label for="email">電子郵箱:</label>
            <input type="email" id="email" name="email" required>
            
            <input type="submit" value="提交">
          </form>
          

          在這個例子中,表單有兩個輸入字段:姓名和電子郵箱。每個輸入字段都有一個<label>標簽,這不僅有助于用戶理解輸入的內容,也有助于屏幕閱讀器等輔助技術。<form>標簽的action屬性定義了數據提交到服務器的URL,method屬性定義了提交數據的HTTP方法(通常是post或get)。

          輸入類型

          HTML5提供了多種輸入類型,以支持不同的數據格式和設備。

          文本輸入

          <!-- 單行文本 -->
          <input type="text" name="username" placeholder="請輸入用戶名" required>
          
          <!-- 密碼 -->
          <input type="password" name="password" required minlength="8">
          
          <!-- 郵箱 -->
          <input type="email" name="email" required placeholder="example@domain.com">
          
          <!-- 搜索框 -->
          <input type="search" name="search" placeholder="搜索...">
          

          數值輸入

          <!-- 數值 -->
          <input type="number" name="age" min="18" max="100" step="1" required>
          
          <!-- 滑動條 -->
          <input type="range" name="volume" min="0" max="100" step="1">
          
          <!-- 電話號碼 -->
          <input type="tel" name="phone" pattern="^\+?\d{0,13}" placeholder="+8613800000000">
          

          日期和時間輸入

          <!-- 日期 -->
          <input type="date" name="birthdate" required>
          
          <!-- 時間 -->
          <input type="time" name="appointmenttime">
          
          <!-- 日期和時間 -->
          <input type="datetime-local" name="appointmentdatetime">
          

          選擇輸入

          <!-- 復選框 -->
          <label><input type="checkbox" name="interest" value="coding"> 編程</label>
          <label><input type="checkbox" name="interest" value="music"> 音樂</label>
          
          <!-- 單選按鈕 -->
          <label><input type="radio" name="gender" value="male" required> 男性</label>
          <label><input type="radio" name="gender" value="female"> 女性</label>
          
          <!-- 下拉選擇 -->
          <select name="country" required>
            <option value="china">中國</option>
            <option value="usa">美國</option>
          </select>
          

          特殊輸入

          <!-- 顏色選擇器 -->
          <input type="color" name="favcolor" value="#ff0000">
          
          <!-- 文件上傳 -->
          <input type="file" name="resume" accept=".pdf,.docx" multiple>
          

          驗證方法

          HTML5表單提供了內置的驗證功能,可以在數據提交到服務器之前進行檢查。

          必填字段

          <input type="text" name="username" required>
          

          正則表達式

          <input type="text" name="zipcode" pattern="\d{5}(-\d{4})?" title="請輸入5位數的郵政編碼">
          

          數值范圍

          <input type="number" name="age" min="18" max="99">
          

          長度限制

          <input type="text" name="username" minlength="4" maxlength="8">
          

          表單提交

          當用戶填寫完表單并點擊提交按鈕時,瀏覽器會自動檢查所有輸入字段的有效性。如果所有字段都滿足要求,表單數據將被發送到服務器。否則,瀏覽器會顯示錯誤信息,并阻止表單提交。

          <input type="submit" value="提交">
          

          可以使用JavaScript來自定義驗證或處理提交事件:

          document.querySelector('form').addEventListener('submit', function(event) {
            // 檢查表單數據
            if (!this.checkValidity()) {
              event.preventDefault(); // 阻止表單提交
              // 自定義錯誤處理
            }
            // 可以在這里添加額外的邏輯,比如發送數據到服務器的Ajax請求
          });
          

          完整例子

          <!DOCTYPE html>
          <html lang="en">
          <head>
          <meta charset="UTF-8">
          <title>表單提交并顯示JSON</title>
          </head>
          <body>
          
          <!-- 表單定義 -->
          <form id="myForm">
            <label for="name">姓名:</label>
            <input type="text" id="name" name="name">
            <br>
          
            <label for="email">電子郵件:</label>
            <input type="email" id="email" name="email">
            <br>
          
            <input type="button" value="提交" onclick="submitForm()">
          </form>
          
          <script>
          // JavaScript函數,處理表單提交
          function submitForm() {
            // 獲取表單元素
            var form = document.getElementById('myForm');
            
            // 創建一個FormData對象
            var formData = new FormData(form);
            
            // 創建一個空對象來存儲表單數據
            var formObject = {};
            
            // 將FormData轉換為普通對象
            formData.forEach(function(value, key){
              formObject[key] = value;
            });
            
            // 將對象轉換為JSON字符串
            var jsonString = JSON.stringify(formObject);
            
            // 彈出包含JSON字符串的對話框
            alert(jsonString);
            
            // 阻止表單的默認提交行為
            return false;
          }
          </script>
          
          </body>
          </html>
          

          在這個例子中:

          1. 我們定義了一個包含姓名和電子郵件輸入字段的表單,以及一個按鈕,當點擊按鈕時會調用submitForm函數。
          2. 在submitForm函數中,我們首先獲取表單元素并創建一個FormData對象。然后,我們遍歷FormData對象,將表單數據復制到一個普通的JavaScript對象formObject中。
          3. 接著,我們使用JSON.stringify方法將formObject轉換成JSON字符串。
          4. 最后,我們使用alert函數彈出一個包含JSON字符串的對話框。

          注意,這個例子中我們使用了type="button"而不是type="submit",因為我們不希望表單有默認的提交行為。我們的JavaScript函數submitForm會處理所有的邏輯,并且通過返回false來阻止默認的表單提交。如果你想要使用type="submit",你需要在<form>標簽上添加一個onsubmit="return submitForm()"屬性來代替按鈕上的onclick事件。

          結論

          HTML5的表單功能為開發者提供了強大的工具,以便創建功能豐富、用戶友好且安全的網站。通過使用HTML5的輸入類型和驗證方法,可以確保用戶輸入的數據是有效的,同時提高用戶體驗。隨著技術的不斷進步,HTML5表單和相關API將繼續發展,為前端工程師提供更多的可能性。


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