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标题: C/C++ json库 [打印本页]

作者: 钜形不锈钢水箱 时间: 2024-7-24 08:22
标题: 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

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
1. mkdir build; cd build
2. cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
3. -DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
4. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=`pwd`/result \
5. -DJSONCPP_WITH_TESTS=OFF \ ..
6. make install -j4
复制代码
交叉编译
1. mkdir build; cd build
2. cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
3. -DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
4. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=`pwd`/result \
5. -DJSONCPP_WITH_TESTS=OFF \ ..
6. -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=toolchain.cmake \ ..
7. make install -j4
9. # toolchain.cmake 定义交叉编译环境变量
10. SET(CMAKE_SYSROOT "/opt/fslc-x11/2.4.4/sysroots/armv7at2hf-neon-fslc-linux-gnueabi")
11. set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
12. set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)
13. set(TOOLS /opt/fslc-x11/2.4.4/sysroots/x86_64-fslcsdk-linux/usr/bin/arm-fslc-linux-gnueabi)
14. set(CMAKE_C_COMPILER "${TOOLS}/arm-fslc-linux-gnueabi-gcc")
15. set(CMAKE_CXX_COMPILER "${TOOLS}/arm-fslc-linux-gnueabi-g++")
16. set(CMAKE_AR "${TOOLS}/arm-fslc-linux-gnueabi-ar")
复制代码
include/json
lib/cmake/xxx.cmake
lib/pkgconfig/jsoncpp.pc
pkgconfig
1. mayue@PC-MAYUE:/mnt/d/hik/opensource/jsoncpp-1.9.5/build/result/lib$ cat pkgconfig/jsoncpp.pc
2. prefix=/mnt/d/hik/opensource/jsoncpp-1.9.5/build/result
3. exec_prefix=/mnt/d/hik/opensource/jsoncpp-1.9.5/build/result
4. libdir=${exec_prefix}/lib
5. includedir=${prefix}/include
7. Name: jsoncpp
8. Description: A C++ library for interacting with JSON
9. Version: 1.9.5
10. URL: https://github.com/open-source-parsers/jsoncpp
11. Libs: -L${libdir} -ljsoncpp
12. Cflags: -I${includedir}
复制代码

指定连接静态库

g++ jsoncpp-test.cpp -I./include -L ./lib -l:libjsoncpp.a

复制代码

2.3 rapidjson

https://rapidjson.org/zh-cn/
https://github.com/Tencent/rapidjson

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;
}

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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}

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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)
1. #if defined(_MSC_VER)
2. #pragma warning(push)
3. #pragma warning(disable : 4996) // Deriving from deprecated class
4. #endif
5. class JSON_API FastWriter
6. : public Writer {
7. public:
8. FastWriter();
9. ~FastWriter() override = default;
11. void enableYAMLCompatibility();
13. /** \brief Drop the "null" string from the writer's output for nullValues.
14. * Strictly speaking, this is not valid JSON. But when the output is being
15. * fed to a browser's JavaScript, it makes for smaller output and the
16. * browser can handle the output just fine.
17. */
18. void dropNullPlaceholders();
20. void omitEndingLineFeed();
22. public: // overridden from Writer
23. String write(const Value& root) override;
25. //设置精度位数
26. void set_precision(unsigned int precision) { precision_ = (precision > 17)?17:precision; };
27. //设置精度类型默认为数字总长
28. //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
29. void set_precisionType(bool isDecimal) { isDecimal ? (precisionType_ = PrecisionType::decimalPlaces) : (precisionType_ = PrecisionType::significantDigits); };
32. private:
33. void writeValue(const Value& value);
35. String document_;
36. bool yamlCompatibilityEnabled_{false};
37. bool dropNullPlaceholders_{false};
38. bool omitEndingLineFeed_{false};
39. int precision_{ 17 };//精度位数默认17位
40. PrecisionType precisionType_{ PrecisionType::significantDigits };//精度类型默认为数字总长
41. };
42. #if defined(_MSC_VER)
43. #pragma warning(pop)
44. #endif
复制代码
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）
1. void FastWriter::writeValue(const Value& value) {
2. switch (value.type()) {
3. case nullValue:
4. if (!dropNullPlaceholders_)
5. document_ += "null";
6. break;
7. case intValue:
8. document_ += valueToString(value.asLargestInt());
9. break;
10. case uintValue:
11. document_ += valueToString(value.asLargestUInt());
12. break;
13. case realValue:
14. //这里原先是document_ += valueToString(value.asDouble());
15. //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
16. //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
17. document_ += valueToString(value.asDouble(), precision_, precisionType_);
18. break;
19. case stringValue: {
20. // Is NULL possible for value.string_? No.
21. char const* str;
22. char const* end;
23. bool ok = value.getString(&str, &end);
24. if (ok)
25. document_ += valueToQuotedStringN(str, static_cast<size_t>(end - str));
26. break;
27. }
28. case booleanValue:
29. document_ += valueToString(value.asBool());
30. break;
31. case arrayValue: {
32. document_ += '[';
33. ArrayIndex size = value.size();
34. for (ArrayIndex index = 0; index < size; ++index) {
35. if (index > 0)
36. document_ += ',';
37. writeValue(value[index]);
38. }
39. document_ += ']';
40. } break;
41. case objectValue: {
42. Value::Members members(value.getMemberNames());
43. document_ += '{';
44. for (auto it = members.begin(); it != members.end(); ++it) {
45. const String& name = *it;
46. if (it != members.begin())
47. document_ += ',';
48. document_ += valueToQuotedStringN(name.data(), name.length());
49. document_ += yamlCompatibilityEnabled_ ? ": " : ":";
50. writeValue(value[name]);
51. }
52. document_ += '}';
53. } break;
54. }
55. }
复制代码
需要重新编译库，然后demo验证，使用的代码：
1. #include <json/json.h>
2. #include <json/writer.h>
3. #include <iostream>
4. #include <string>
6. void test_precision(int precision)
7. {
8. Json::Value obj;
9. Json::FastWriter write;
10. write.set_precision(precision);
11. write.set_precisionType(true);
12. obj["d"] = 2.1;
13. obj["d2"] = 9.111;
14. obj["d3"] = 9.123456789;
15. auto rtn = write.write(obj);
16. std::cout << "specified precision: " << precision << ", rtn:" << rtn << std::endl;
17. }
19. int main() {
20. for(int i=17; i>=0; i--)
21. {
22. test_precision(i);
23. }
24. return 0;
25. }
复制代码
1. specified precision: 17, rtn:{"d":2.10000000000000009,"d2":9.11100000000000065,"d3":9.12345678900000046}
3. specified precision: 16, rtn:{"d":2.1000000000000001,"d2":9.1110000000000007,"d3":9.1234567890000005}
5. specified precision: 15, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111000000000001,"d3":9.123456789}
7. specified precision: 14, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}
9. specified precision: 13, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}
11. specified precision: 12, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}
13. specified precision: 11, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}
15. specified precision: 10, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}
17. specified precision: 9, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}
19. specified precision: 8, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.12345679}
21. specified precision: 7, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.1234568}
23. specified precision: 6, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123457}
25. specified precision: 5, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.12346}
27. specified precision: 4, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.1235}
29. specified precision: 3, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123}
31. specified precision: 2, rtn:{"d":2.1,"d2":9.11,"d3":9.12}
33. specified precision: 1, rtn:{"d":2.1,"d2":9.1,"d3":9.1}
35. specified precision: 0, rtn:{"d":2,"d2":9,"d3":9}
复制代码

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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