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钜形不锈钢水箱 发表于 2024-7-24 08:22:59

C/C++ json库

一、介绍

1.1 json 介绍

[*]官网：http://www.json.org/json-zh.html
[*]JSON是什么？如何正确明白？
二、C/C++ json 库选型

2.1 选型范围

[*]资料

[*]官网：http://www.json.org/json-zh.html
[*]开源库比较：https://github.com/miloyip/nativejson-benchmark
[*]C++中json库的选择
[*]C/C++ 开源 JSON 程序库性能及标准符合水平评测

[*]开源库

[*]Rapidjson、Rapidjson_FullPrec、Rapidjson_AutoUTF
[*]nlohmann / json
[*]jsoncpp
[*]

[*]结论：

[*]注重最佳性能，选 Rapidjson (cereal序列化库使用)
[*]注重易用性，选 jsoncpp （ros 使用）、nlohmann / json

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d2b2e834afaf4a499570f0f0821aafa3.png
2.2 jsoncpp

[*]精度控制：precision

[*]15,16,17：原值会变
[*]0-14：原值不变的情况下，四舍五入

2.2.2 jsoncpp 编译和交叉编译

[*] jsoncpp 的编译和交叉编译
[*] 编译
mkdir build; cd build
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
-DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=`pwd`/result \
-DJSONCPP_WITH_TESTS=OFF \ ..
make install -j4

[*] 交叉编译
mkdir build; cd build
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
-DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=`pwd`/result \
-DJSONCPP_WITH_TESTS=OFF \ ..
-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=toolchain.cmake \ ..
make install -j4

# toolchain.cmake 定义交叉编译环境变量
SET(CMAKE_SYSROOT "/opt/fslc-x11/2.4.4/sysroots/armv7at2hf-neon-fslc-linux-gnueabi")
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)
set(TOOLS /opt/fslc-x11/2.4.4/sysroots/x86_64-fslcsdk-linux/usr/bin/arm-fslc-linux-gnueabi)
set(CMAKE_C_COMPILER "${TOOLS}/arm-fslc-linux-gnueabi-gcc")
set(CMAKE_CXX_COMPILER "${TOOLS}/arm-fslc-linux-gnueabi-g++")
set(CMAKE_AR "${TOOLS}/arm-fslc-linux-gnueabi-ar")

[*] include/json
[*] lib/cmake/xxx.cmake
[*] lib/pkgconfig/jsoncpp.pc
[*] pkgconfig
mayue@PC-MAYUE:/mnt/d/hik/opensource/jsoncpp-1.9.5/build/result/lib$ cat pkgconfig/jsoncpp.pc
prefix=/mnt/d/hik/opensource/jsoncpp-1.9.5/build/result
exec_prefix=/mnt/d/hik/opensource/jsoncpp-1.9.5/build/result
libdir=${exec_prefix}/lib
includedir=${prefix}/include

Name: jsoncpp
Description: A C++ library for interacting with JSON
Version: 1.9.5
URL: https://github.com/open-source-parsers/jsoncpp
Libs: -L${libdir} -ljsoncpp
Cflags: -I${includedir}

指定连接静态库
g++ jsoncpp-test.cpp -I./include -L ./lib -l:libjsoncpp.a
2.3 rapidjson

[*]https://rapidjson.org/zh-cn/
[*]https://github.com/Tencent/rapidjson
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/70220511da42492eb891350b26454775.png
2.4 nlohmann/json

[*]https://github.com/nlohmann/json
[*]nlohmann入门使用总结
2.5 sonic-cpp

[*]当前仅支持amd64
[*]开源 C++ JSON 库 sonic-cpp解析性能为 rapidjson 的 2.5 倍
[*]性能提升 2.5 倍！字节开源高性能 C++ JSON 库 sonic-cpp
五、常见问题

5.1 jsoncpp 中关于浮点数的控制和中文显示问题

[*]jsoncpp 中关于浮点数的控制和中文显示问题
5.2 jsoncpp序列化double类型时精度损失问题的解决办法

[*]jsoncpp序列化double类型时精度损失问题的解决办法
解决办法1：此法不需要改源码，使用StreamWriterBuilder举行序列化
#include <json/json.h>
#include <json/writer.h>
#include <iostream>
#include <string>

void test_precision(int precision)
{
Json::Value root;
root["pi"] = 3.1415926;
root["count"] = 43.32558674566;

Json::StreamWriterBuilder builder;
//设置精度注意这个默认设置的是数字总长度
//如果想设置小数点后的位数需设置precisionType为decimal
builder.settings_["precision"] = precision;
//设置精度类型只可设置2种字符串 significant精度位数为数字总长度（jsoncpp默认为此类型） decimal精度位数为小数点后的长度
builder.settings_["precisionType"] = "decimal";
// 设置输出为紧凑格式，不带换行和空格
builder["commentStyle"] = "None"; // 防止输出注释，默认就是none
builder["indentation"] = "";    // 空字符串表示不缩进
std::unique_ptr<Json::StreamWriter> writer(builder.newStreamWriter());
std::ostringstream oss;
writer->write(root, &oss);
std::string jsonText = oss.str();

// 输出 JSON 字符串
std::cout << "specified precision: " << precision << ", content:" << jsonText << std::endl;
}

int main() {

for(int i=17; i>=0; i--)
{
   test_precision(i);
}
return 0;
}
specified precision: 17, content:{"count":43.32558674565999723,"pi":3.14159260000000007}
specified precision: 16, content:{"count":43.3255867456599972,"pi":3.1415926000000001}
specified precision: 15, content:{"count":43.325586745659997,"pi":3.1415926}
specified precision: 14, content:{"count":43.32558674566,"pi":3.1415926}
specified precision: 13, content:{"count":43.32558674566,"pi":3.1415926}
specified precision: 12, content:{"count":43.32558674566,"pi":3.1415926}
specified precision: 11, content:{"count":43.32558674566,"pi":3.1415926}
specified precision: 10, content:{"count":43.3255867457,"pi":3.1415926}
specified precision: 9, content:{"count":43.325586746,"pi":3.1415926}
specified precision: 8, content:{"count":43.32558675,"pi":3.1415926}
specified precision: 7, content:{"count":43.3255867,"pi":3.1415926}
specified precision: 6, content:{"count":43.325587,"pi":3.141593}
specified precision: 5, content:{"count":43.32559,"pi":3.14159}
specified precision: 4, content:{"count":43.3256,"pi":3.1416}
specified precision: 3, content:{"count":43.326,"pi":3.142}
specified precision: 2, content:{"count":43.33,"pi":3.14}
specified precision: 1, content:{"count":43.3,"pi":3.1}
specified precision: 0, content:{"count":43,"pi":3}

[*] 精度控制：precision

[*]15,16,17：原值会变、四舍五入
[*]0-14：原值不变的情况下，四舍五入

[*] 特别注意：精度设置肯定要大于你需求的精度位数，好比需要三位可以设置4位或5位，因为最后一位可能会不准（做了四舍五入）
不敷之处：
StreamWriterBuilder序列化的字符串是可读情势的，就像上面的输出，是有换行和缩进的（转换效率会比FastWrite低），我的服务端代码里实在不需要转换json为可读的，更需要的是效率，以是还有下面一种方法改FasetWrite源码
解决办法2：此法需要改源码，使用FastWriter举行序列化

[*] 注意：需升级jsoncpp到最新版本1.9.5版本
[*] 修改源码（writer.h）：FastWriter类新增2个成员变量（precision_和precisionType_）和成员函数(set_precision和set_precisionType)
#if defined(_MSC_VER)
#pragma warning(push)
#pragma warning(disable : 4996) // Deriving from deprecated class
#endif
class JSON_API FastWriter
: public Writer {
public:
FastWriter();
~FastWriter() override = default;

void enableYAMLCompatibility();

/** \brief Drop the "null" string from the writer's output for nullValues.
* Strictly speaking, this is not valid JSON. But when the output is being
* fed to a browser's JavaScript, it makes for smaller output and the
* browser can handle the output just fine.
*/
void dropNullPlaceholders();

void omitEndingLineFeed();

public: // overridden from Writer
String write(const Value& root) override;

//设置精度位数
void set_precision(unsigned int precision) { precision_ = (precision > 17)?17:precision; };
//设置精度类型默认为数字总长
//入参：isDecimal true表示类型为小数点后长度 false表示类型为数字总长
void set_precisionType(bool isDecimal) { isDecimal ? (precisionType_ = PrecisionType::decimalPlaces) : (precisionType_ = PrecisionType::significantDigits); };

private:
void writeValue(const Value& value);

String document_;
bool yamlCompatibilityEnabled_{false};
bool dropNullPlaceholders_{false};
bool omitEndingLineFeed_{false};
int precision_{ 17 };//精度位数默认17位
PrecisionType precisionType_{ PrecisionType::significantDigits };//精度类型默认为数字总长
};
#if defined(_MSC_VER)
#pragma warning(pop)
#endif

[*] 修改源码（json_writer.cpp）：只修改了1行代码，FastWriter::writeValue函数中case realValue的处理中调用的valueToString新增了2个参数传递（源码中没有传递用的函数默认值，现在传了而且可以通过新增的2个成员函数举行设置）
void FastWriter::writeValue(const Value& value) {
switch (value.type()) {
case nullValue:
if (!dropNullPlaceholders_)
   document_ += "null";
break;
case intValue:
document_ += valueToString(value.asLargestInt());
break;
case uintValue:
document_ += valueToString(value.asLargestUInt());
break;
case realValue:
//这里原先是document_ += valueToString(value.asDouble());
//因为后2个参数没传，所以用的函数默认值即精度位数=17，精度类型=PrecisionType::significantDigits
//修改后现在会传这2个参数，具体值可以通过新增加的2个成员函数设置
document_ += valueToString(value.asDouble(), precision_, precisionType_);
break;
case stringValue: {
// Is NULL possible for value.string_? No.
char const* str;
char const* end;
bool ok = value.getString(&str, &end);
if (ok)
   document_ += valueToQuotedStringN(str, static_cast<size_t>(end - str));
break;
}
case booleanValue:
document_ += valueToString(value.asBool());
break;
case arrayValue: {
document_ += '[';
ArrayIndex size = value.size();
for (ArrayIndex index = 0; index < size; ++index) {
   if (index > 0)
   document_ += ',';
   writeValue(value);
}
document_ += ']';
} break;
case objectValue: {
Value::Members members(value.getMemberNames());
document_ += '{';
for (auto it = members.begin(); it != members.end(); ++it) {
   const String& name = *it;
   if (it != members.begin())
   document_ += ',';
   document_ += valueToQuotedStringN(name.data(), name.length());
   document_ += yamlCompatibilityEnabled_ ? ": " : ":";
   writeValue(value);
}
document_ += '}';
} break;
}
}

[*] 需要重新编译库，然后demo验证，使用的代码：
#include <json/json.h>
#include <json/writer.h>
#include <iostream>
#include <string>

void test_precision(int precision)
{
Json::Value obj;
Json::FastWriter write;
write.set_precision(precision);
write.set_precisionType(true);
obj["d"] = 2.1;
obj["d2"] = 9.111;
obj["d3"] = 9.123456789;
auto rtn = write.write(obj);
std::cout << "specified precision: " << precision << ", rtn:" << rtn << std::endl;
}

int main() {
for(int i=17; i>=0; i--)
{
   test_precision(i);
}
return 0;
}
specified precision: 17, rtn:{"d":2.10000000000000009,"d2":9.11100000000000065,"d3":9.12345678900000046}

specified precision: 16, rtn:{"d":2.1000000000000001,"d2":9.1110000000000007,"d3":9.1234567890000005}

specified precision: 15, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111000000000001,"d3":9.123456789}

specified precision: 14, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}

specified precision: 13, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}

specified precision: 12, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}

specified precision: 11, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}

specified precision: 10, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}

specified precision: 9, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}

specified precision: 8, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.12345679}

specified precision: 7, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.1234568}

specified precision: 6, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123457}

specified precision: 5, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.12346}

specified precision: 4, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.1235}

specified precision: 3, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123}

specified precision: 2, rtn:{"d":2.1,"d2":9.11,"d3":9.12}

specified precision: 1, rtn:{"d":2.1,"d2":9.1,"d3":9.1}

specified precision: 0, rtn:{"d":2,"d2":9,"d3":9}

C++ json序列化库有哪些，哪个性能最好
C++中有多种JSON序列化库可供选择，包罗但不限于以下几种：

[*] Rapidjson：这是一个非常流行的C++ JSON库，以其高性能著称，由腾讯团队开发。
[*] nlohmann/json：这是一个现代的、基于C++11的JSON库，以其易用性和直观的接口而受到很多C++程序员的青睐。
[*] sonic-cpp：由字节跳动STE团队和服务框架团队共同研发的高效JSON库，它利用CPU硬件特性和向量化编程，大幅提高了序列化和反序列化的性能。据报道，其解析性能是rapidjson的2.5倍。
[*] JsonCpp：这是一个成熟的库，提供了丰富的功能来处理JSON数据。
[*] simdjson：这是一个使用SIMD指令集来加快解析的库，它提供了快速的解析性能，但不支持修改解析后的JSON布局。
[*] yyjson：这是一个追求解析性能的库，使用链表布局，但在查找数据时性能较差。
在这些库中，sonic-cpp 被报道为性能最好的库，它不仅提供了高效的解析性能，还解决了其他一些库的缺点，如simdjson和yyjson的问题，并支持高效的增删改查利用。别的，sonic-cpp已经在字节跳动的多个核心业务中大规模使用，并通过了工程化的磨练。
假如您对性能有极高的要求，sonic-cpp可能是一个不错的选择。然而，选择哪个库还应考虑其他因素，如易用性、社区支持、库的活跃度和维护情况。

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C/C++ json库