C++/Qt json转结构体库-xpack

小何 • • Qt • 2845 阅读

前言

最近项目中用了go + Qt的方式开发，go写后端，通过http/websocket/udp等方式传输数据。所有数据都是json结构。其实Qt也自带有json解析的库，但是对于我项目json数据结构比较多来说并不适用，因此在百度找了一个比较好用的库： xpack。使用了xpack效率提升了几倍，我在使用xpack最大的优势有两点: 1. 让我少写了许多json解析的代码；2. 通过简单的api就可以将json字符串转成结构体，也可以将结构体很方便的转成json字符串。

xpack项目地址

https://gitee.com/xyz347/xpack

https://github.com/xyz347/xpack

 

xpack介绍与使用

xpack

  • 用于在C++结构体和json/xml之间互相转换, bson在xbson中支持。
  • 只有头文件, 无需编译库文件，所以也没有Makefile。
  • 具体可以参考example的例子

基本用法

  • 结构体后面用XPACK宏包含各个变量，XPACK内还需要一个字母，不同字母的意义请参考FLAG
  • 用xpack::json::encode把结构体转json
  • 用xpack::json::decode把json转结构体
#include <iostream>
#include "xpack/json.h" // Json包含这个头文件，xml则包含xpack/xml.h

using namespace std;

struct User {
    int id;
    string  name;
    XPACK(O(id, name)); // 添加宏定义XPACK在结构体定义结尾
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    User u;
    string data = "{\"id\":12345, \"name\":\"xpack\"}";

    xpack::json::decode(data, u);          // json转结构体
    cout<<u.id<<';'<<u.name<<endl;

    string json = xpack::json::encode(u);  // 结构体转json
    cout<<json<<endl;

    return 0;
}

容器支持

目前支持下列容器(std)

  • vector
  • set
  • list
  • map<string, T>
  • map<integer, T> // 仅JSON，XML不支持
  • unordered_map<string, T> (需要C++11支持)
  • shared_ptr (需要C++11支持)

FLAG

宏XPACK里面，需要用字母将变量包含起来，比如XPACK(O(a,b))，XPACK可以包含多个字母，每个字母可以包含多个变量。目前支持的字母有：

  • X。格式是X(F(flag1, flag2...), member1, member2,...) F里面包含各种FLAG，目前支持的有：
    • 0 没有任何FLAG
    • OE omitempty，encode的时候，如果变量是0或者空字符串或者false，则不生成对应的key信息
    • M mandatory，decode的时候，如果这个字段不存在，则抛出异常，用于一些id字段。
    • ATTR attribute，xml encode的时候，把值放到attribute里面。
  • O。等价于X(F(0), ...) 没有任何FLAG。
  • M。等价于X(F(M)，...) 表示这些字段是必须存在的。
  • A。别名，A(member1, alias1, member2, alias2...)，用于变量和key名不一样的情况
  • AF。带FLAG的别名，AF(F(flag1, flag2,...), member1, alias1, member2, alias2...)
  • B。位域，B(F(flag1, flag2, ...), member1, member2, ...) 位域不支持别名
  • I。继承，I(baseclass1, baseclass2....)，里面放父类
  • E。枚举:
    • 如果编译器支持C++11，不需要用E，枚举可以放X/O/M/A里面。
    • 否则枚举只能放E里面，不支持别名

别名

  • 用于变量名和key名不一致的场景
  • 格式是A(变量，别名....)或者AF(F(flags), 变量，别名....)，别名的格式是"x t:n"的格式
    • x表示全局别名，t表示类型(目前支持json、xml、bson)，n表示类型下的别名
    • 全局别名可以没有，比如"json:_id"是合法的
    • 类型别名可以没有，比如"_id"是合法的
    • 有类型别名优先用类型别名，否则用全局别名，都没有，则用变量名
#include <iostream>
#include "xpack/json.h"

using namespace std;

struct Test {
    long uid;
    string  name;
    XPACK(A(uid, "id"), O(name)); // "uid"的别名是"id"
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    Test t;
    string json="{\"id\":123, \"name\":\"Pony\"}";

    xpack::json::decode(json, t); 
    cout<<t.uid<<endl;
    return 0;
}

位域

  • 使用"B"来包含位域变量，位域不支持别名
#include <iostream>
#include "xpack/json.h"

using namespace std;

struct Test {
    short ver:8;
    short len:8;
    string  name;
    XPACK(B(F(0), ver, len), O(name)); 
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    Test t;
    string json="{\"ver\":4, \"len\":20, \"name\":\"IPv4\"}";

    xpack::json::decode(json, t);
    cout<<t.ver<<endl;
    cout<<t.len<<endl;
    return 0;
}

继承

  • 使用"I"来包含父类。需要用到父类的变量就包含，用不到可以不包含。
  • 父类的父类也需要包含，比如class Base; class Base1:public Base; class Base2:public Base1;那么在Base2中需要I(Base1, Base)
  • 父类也需要定义XPACK/XPACK_OUT宏。
#include <iostream>
#include "xpack/json.h"

using namespace std;

struct P1 {
    string mail;
    XPACK(O(mail));
};

struct P2 {
    long version;
    XPACK(O(version));
};

struct Test:public P1, public P2 {
    long uid;
    string  name;
    XPACK(I(P1, P2), O(uid, name)); 
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    Test t;
    string json="{\"mail\":\"pony@xpack.com\", \"version\":2019, \"id\":123, \"name\":\"Pony\"}";

    xpack::json::decode(json, t);
    cout<<t.mail<<endl;
    cout<<t.version<<endl;
    return 0;
}

枚举

  • 如果编译器支持C++11，则枚举和普通变量名一样，放X/O/M/A里面皆可。
  • 否则需要放到E里面，格式是E(F(...), member1, member2, ...)
#include <iostream>
#include "xpack/json.h"

using namespace std;

enum Enum {
    X = 0,
    Y = 1,
    Z = 2,
};

struct Test {
    string  name;
    Enum    e;
    XPACK(O(name), E(F(0), e)); 
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    Test t;
    string json="{\"name\":\"IPv4\", \"e\":1}";

    xpack::json::decode(json, t);
    cout<<t.name<<endl;
    cout<<t.e<<endl;
    return 0;
}

自定义编解码

应用场景：部分类型可能不想按结构体变量逐个编码，比如定义了一个时间结构体：

struct Time {
    long ts; //unix timestamp
};

并不希望编码成{"ts":1218196800} 这种格式，而是希望编码成"2008-08-08 20:00:00"这种格式，这个时候就可以用自定义编解码实现。

支持新类型

  • 可以用自定义编解码的机制来支持新类型，下面的例子是支持CString的方法
namespace xpack { // must define in namespace xpack

template<>
struct is_xpack_xtype<CString> {static bool const value = true;};

// implement decode
template<class OBJ>
bool xpack_xtype_decode(OBJ &obj, const char*key, CString &val, const Extend *ext) {
    std::string str;
    obj.decode(key, str, ext);
    if (str.empty()) {
        return false;
    }

    // TODO 把str转到val里面去
    return true;
}

// implement encode
template<class OBJ>
bool xpack_xtype_encode(OBJ &obj, const char*key, const CString &val, const Extend *ext) {
        std::string str;

        // TODO 把val转到str里面去
    return obj.encode(key, str, ext);
}

}

char数组

  • 缺省是不支持char数组的
  • 修改config.h，开启XPACK_SUPPORT_CHAR_ARRAY这个宏即可。也可以直接在编译选项加上这个定义。
  • 除了char，其他类型不支持数组
#include <iostream>
#include "xpack/json.h"

using namespace std;


struct Test {
    char  name[64];
    char  email[64];
    XPACK(O(name, email)); 
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    Test t;
    string json="{\"name\":\"Pony\", \"email\":\"pony@xpack.com\"}";

    xpack::json::decode(json, t);
    cout<<t.name<<endl;
    cout<<t.email<<endl;
    return 0;
}

不定类型

  • 用于json的schema不确定的场景
  • 用xpack::JsonData来接收这些信息
  • 可以参考例子
  • xpack::JsonData主要的方法有：
    • Type。用于获取类型
    • IsXXX系列函数。用于判断是否是某种类型，基本等价于return Type()==xxxx;
    • GetXXX系列函数。用来提取值。
    • 重载bool。用来判断是否是一个合法的JsonData。
    • Size。用于数组类型判断元素的个数
    • operator [](size_t index) 用来取数组的第index个元素（从0开始）
    • operator [](const char *key) 用来根据key取Object类型的元素
    • Begin。用来遍历Object的元素，取第一个。
    • Next。配合Begin使用，获取下一个元素。
    • Key。配置Begin和Next使用，遍历的时候获取Key

第三方类和结构体

  • 用XPACK_OUT而非XPACK来包含变量
  • XPACK_OUT必须定义在全局命名空间
#include <sys/time.h>
#include <iostream>
#include "xpack/json.h"

using namespace std;

/*
struct timeval {
    time_t      tv_sec;
    suseconds_t tv_usec;
};
*/

// timeval is thirdparty struct
XPACK_OUT(timeval, O(tv_sec, tv_usec));

struct T {
    int  a;
    string b;
    timeval t;
    XPACK(O(a, b, t));
};


int main(int argc, char *argv[]) {
    T t;
    T r;
    t.a = 123;
    t.b = "xpack";
    t.t.tv_sec = 888;
    t.t.tv_usec = 999;
    string s = xpack::json::encode(t);
    cout<<s<<endl;
    xpack::json::decode(s, r);
    cout<<r.a<<','<<r.b<<','<<r.t.tv_sec<<','<<r.t.tv_usec<<endl;
    return 0;
}

格式化缩进

  • encode缺省生成的json/xml是没有缩进的，适合程序使用，如果让人读，可以进行缩进。
  • encode的最后两个参数控制
    • indentCount 表示缩进的字符数，<0表示不缩进，0则是换行但是不缩进
    • indentChar 表示缩进的字符，用空格或者制表符

XML数组

  • 数组默认会用"x"作为标签，比如"ids":[1,2,3]，对应的xml是:
<ids>
    <x>1</x>
    <x>2</x>
    <x>3</x>
</ids>
  • 可以用别名的方式来控制数组的标签，比如A(ids,"xml:ids,vl@id")，vl后面跟着一个@xx，xx就是数组的标签，生成的结果就是：
<ids>
    <id>1</id>
    <id>2</id>
    <id>3</id>
</ids>

Qt支持

  • 修改config.h，开启XPACK_SUPPORT_QT这个宏(或者在编译选项开启)
  • 当前支持 QString/QMap/QList/QVector

重要说明

  • 变量名尽量不要用__x_pack开头，不然可能会和库有冲突。
  • vc6不支持。
  • msvc没有做很多测试，只用2019做过简单测试。
  • json的序列化反序列化用的是rapidjson
  • xml的反序列化用的是rapidxml
  • xml的序列化是我自己写的，没有参考RFC，可能有和标准不一样的地方.
  • 有疑问可以加QQ群878041110

版权声明：
作者：小何
链接：https://ligo100.cn/houduanjishu/qt/91.html
来源：小何博客
文章版权归作者所有，未经允许请勿转载。

THE END
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