Формат JSON: описание, пример

Переменные, массивы и объекты - привычная и удобная форма представления данных. Описывать данные принято в языке браузера JavaScript, что делать не обязательно в языке сервера PHP. Формат JSON позволяет обобщить их в одно целое и не делать акцент на языке программирования. При этом данные превращаются в пары: "имя = значение". Значение в каждой из них также может быть совокупностью таких пар.

Принято JSON ассоциировать с фигурными скобками и объектами JavaScript. Последнее вполне обосновано, так как формат JSON = Object Notation JavaScript. В последние особенно динамичные годы многое изменилось. Что создавалось ради конкретной цели, часто приносило неожиданные плоды или открывало новые горизонты.

Обмен данными: браузер - сервер

Технология AJAX стала традиционной, обычное обновление страницы целиком перестало пользоваться популярностью. Посетитель, открывая сайт, инициирует серию частичных обменов данными, когда те или иные страницы меняются только в том месте, которое актуально.

Считается, что появление JSON связано с использованием именно AJAX, но на самом деле ассоциативные массивы JavaScript и его объектная нотация (особенности синтаксиса описания и использования объектов) имеют гораздо более родственное отношение к JSON, чем обмен данными между браузером и сервером.

Так как контент страниц современных сайтов действительно стал «массивным» (объемным), то и эффективность формата для обмена данными приобрела особое значение. Нельзя сказать, что JSON стал новым представлением данных, но то что он давно был элементом синтаксиса JavaScript, имеет существенное значение.

Использование кириллицы в именовании переменных - очень неожиданное явление (нонсенс), но это работает в последних версиях Chrome, Firefox и, даже, в Internet Explorer 11.

Кириллица и JSON

Разумеется, использовать это совершенно неожиданное явление не стоит, припоминая, как легко значения переменных, записанные русскими буквами, превращаются в кракозябры: что тут говорить про имена, особенно внешние.

Сомнительно, что инициативу в кириллических именах поддержит внешнее окружение браузера, с которым ему постоянно приходится иметь дело. Но этот факт заслуживает внимания по той простой причине, что JSON формат - это возможность писать имена и значения так, как угодно разработчику. Это принципиально, поскольку в каждой задаче описание области применения так, как она этого требует, существенно упрощает отладку и уменьшает количество ошибок.

Не важно, какое именно имело под собой основание синтаксическое новшество - JSON, важно, что оно дало законное право и реальную возможность поставить соответствие: "любое имя = любое значение".

Надо отдать должное языку JavaScript: то, что предусмотрено синтаксисом, не обязывает разработчика и ничего ему не навязывает. Разработчик свободно использует синтаксис языка для оптимального формирования модели данных и алгоритма их использования.

PHP и JSON

Принимая данные в формате JSON, сервер (посредством PHP, в частности) предоставляет возможность их обрабатывать как есть и возвращать обратно в браузер результат в аналогичном формате. Исходный массив PHP:

• $cJSON = array ("a"=> "alfa", "b"=> "beta", "g"=> "gamma").

Преобразование в формат JSON для передачи в браузер:

• $cJS = json_encode($cJSON).

Результат:

• {"a":"alfa","b":"beta","g":"gamma"}.

Допускается изображенная на фото вложенность.

Здесь сформированный массив был добавлен новым элементом «сам в себя» с автоматическим индексом "0", а затем еще раз с указанным индексом "z".

Обратная функция - json_decode() выполняет преобразование строки JSON в массив PHP. Аналогичных результатов можно добиться, манипулируя функциями PHP: implode() и explode(). В некоторых случаях этот вариант предпочтительнее.

Уровень вложенности

Элементы могут быть вложены друг в друга как на стороне браузера, так и на стороне сервера. На практике формат JSON (описание стандарта RFC 4627) предоставляет значительно более 4 уровней вложенности, но не следует злоупотреблять этой возможностью.

Лучше всего никогда не выходить за пределы разумной достаточности, это делает код читабельным, упрощает его отладку и понимание другими разработчиками.

JSON принято относить к конструкциям данных, которые проще XML, понятны одновременно и людям, и компьютерам. Это действительно так, когда объем данных мал, а уровень вложенности разработчик выбрал грамотно. Во всех остальных случаях считать количество скобок и понимать структуру данных сложно как на стороне браузера, так и на стороне сервера.

Файлы JSON

Применение JSON на практике часто не ограничивается доступной восприятию короткой строкой. Любые конструкции данных всегда носят прагматичный характер. При этом JSON может эффективно применяться как в реальных данных задачи (штат предприятия), так и для реализации временных данных (кэш объекта).

Штат предприятия и JSON-формат: пример

Обычно запись об одном человеке - это фамилия, имя, отчество, год рождения, специальность, образование, ... и несколько еще простеньких значений. Даже в особо требовательных компаниях запись об одном человеке не будет превышать десятка-двух полей. Это доступно восприятию и может быть помещено в строку базы данных.

Если в компании работает несколько человек - это одно, но если десятки тысяч - это совсем другое. Можно продолжать использовать базу данных, но хранение ее в виде файла выглядит практичнее и доступнее для использования.

Формат файла JSON - это обычный текстовый файл. Случай со штатным расписанием, куда ни шло. Прочитать его всегда можно. Открыть и изменить также доступно в любом текстовом редакторе, который не имеет привычки добавлять свою служебную информацию в содержание файла. Вообще, *.json - это чистый текст как внутри браузера, так и внутри файла - строка.

На фото представлен кэш объекта, формирующего картинку, пример.

Это пример содержания файла, сформированного сайтом, предоставляющим услугу цветной объемной печати на кружках и керамических изделиях. Естественно, решить, имея такой JSON-формат, чем открыть его, действительно проблематично. Однако в этом и подобных случаях проблем с чтением файла не возникает: PHP читает файл, разбирает его и передает в браузер. Изменённые посетителем данные возвращаются на сервер и записываются обратно.

В таком варианте использования файл выступает как переменная, которая хранится вне кода. При необходимости, переменная получает значение из файла, а если она будет изменена посетителем в диалоге, предусмотренном сайтом, то все изменения запишутся как есть. Нет необходимости читать и проверять содержимое файла.

JSON часто используется для хранения и использования служебной информации - это не штатное расписание, его не обязательно видеть ни разработчику, ни посетителю сайта.

XML и JSON

"Всему свое время" - классическое знание, принятое за аксиому еще до появления программирования. "Ни что не появляется просто так", - это тоже было до того, как человек написал первую вразумительную программу на искусственном языке.

Форматы данных появляются от реальной потребности и основываются на достигнутых знаниях. У HTML - своя стезя, у XML - своя дорога, а JSON - это объектная логика JavaScript, расширенная на другие языки. Сравнивать одно с другим не лучшее занятие. Каждому свое.

XML чудесно справляется со своими задачами и уходить в историю явно не собирается. А JSON использовался и до 2006 года, просто не каждый разработчик считал своим долгом декларировать те или иные варианты представления своих данных.

Имелись случаи в практике, когда на бэйсике были написаны программы, не использующие JSON как таковой, но прекрасно хранящие пары "имя = значение" и предоставляющие их в распоряжение нужным алгоритмам в нужное время.

Спецсимволы («`», «~», «|», ...) и форматы данных

Привычка работать с ассоциативными массивами и объектами на JavaScript делает использование JSON естественным и удобным. Это действительно отличный формат, но умение разделять и соединять, манипулируя строками и массивами, имеет куда более глубинные корни.

Функции join/split языка JavaScript и implode/explode языка PHP позволяют удобно и эффективно использовать как форматы данных XML, JSON, так и собственный вариант. Последний часто оптимальнее, а первые два идеально подходят для вариантов общего пользования. Если идет передача информации другому разработчику, серверу, в файл или в базу данных, лучше XML и JSON не найти. С ними все работают, потому передача/прием информации не нуждается в комментариях.

Использование JSON в Android

Чтение и запись данных в формате JSON в Android - не только норма вещей, но и множество объектов, ориентированных на работу именно с таким форматом данных.

Многие связывают феноменальный успех социальных сетей с тем, что члены и посетители соответствующих сайтов (Facebook, LinkedIn, Twitter, ...) извлекают выгоду из опубликованных там материалов.

При этом используется именно формат JSON. Возможно, это так и есть, но вопрос не в феноменальности соцсетей, а в том что действительно представление информации в формате "имя = значение" удобно как для программирования, так и для использования. В отличие от строгого и закомплексованного «XML» это действительно человеко-удобный формат.

Ассоциативные массивы

Сложилось так, что переменные надлежит описывать (JavaScript) или хотя бы указывать начальное значение (PHP). В обоих случаях переменная может изменить свой тип очень легко. При необходимости язык выполняет это преобразование автоматически.

Но почему бы переменной не менять также свое имя, не появляться в ходе выполнения алгоритма и не исчезать, когда необходимость в ней отпадет? Ассоциативные массивы позволяют решить эту проблему, но тогда при использовании таких относительно динамичных переменных, имя массива и соответствующие синтаксические конструкции будут следовать в места их применения.

Особенно это обстоятельство ярко выражено на PHP, но с этим можно мириться, как, впрочем, с символом «$» в имени переменной и комбинацией «$this->» внутри объекта. Программируя одновременно на JavaScript и PHP, поначалу действительно диву даешься, как все отличается, но потом все становится таким привычным и естественным...

Ассоциативный массив -> JSON

В этом примере посредством библиотеки PHPOffice/PHPWord создается документ *.docx, и массив aProperties содержит свойства этого документа (автор, компания, заголовок, категория, дата создания...).

Второй массив содержит данные по странице:

• ориентация (альбомная или обычная);
• размеры по вертикали и горизонтали;
• отступы (поля слева, сверху, снизу, справа);
• колонтитулы.

Формирование документа выполняется на сервере, где установлена библиотека PHPOffice/PHPWord. На сайте предусмотрено управление значениями этих массивов посредством JavaScript. Результат в формате JSON возвращается обратно на сервер и используется в алгоритмах на PHP, в его конструкциях, то есть в массивах.

Динамичные переменные

Формат JSON решает проблему динамичных переменных. Здесь можно создавать, изменять и удалять переменные без лишних синтаксических нагромождений. Это красиво смотрится и используется в JavaScript.

В этом примере функция GetOjInfo () выбирает имя значения и значение из объекта. Изначально объект JSON-строки, присвоенной переменной ojInfo, располагает тремя элементами: Name, age и work. Чуть позже добавляется переменная Status.

После первого оператора delete строка ojInfo теряет элемент age, после второго delete - элемент work. Если предположить, что данная строка есть подборка переменных, имеющих определенный смысл, то посредством JSON можно реально создавать, изменять и удалять любые их наборы вне операционного поля (синтаксиса) описания и обработки языка JavaScript.

Формат JSON на такой вариант не был рассчитан, но такое возможно, практично и удобно.