ijst：基于反射的 C++ JSON 反序列化库

最编程 2024-06-07 18:21:01

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ijst

Github repo: github.com/h46incon/ijst

ijst (iJsonStruct) 一个是 C++ Json 序列化/反序列化库：

只需定义一次结构体，无须重复添加元信息。
支持 Getter Chaining，可以很简单地访问路径较深的字段。
支持 unknown 字段和可选字段。
支持 UTF-8, UTF-16, UTF-32 编码。
轻量：header-only，仅依赖 stl 和 RapidJSON。
兼容 C++ 98/03。支持 C++ 11 特性，如右值构造、extern template 等。
反序列失败时，会有详细的错误信息。

使用

安装

安装 RapidJSON v1.1.0 以上版本（将其加入 header 搜索路径即可）。
将 include/ijst 文件夹复制进工程。

单元测试（可选）

可通过以下命令安装依赖并执行单元测试：

cd IJST
git submodule update --init
mkdir CMakeBuild && cd CMakeBuild
cmake ..
make
./unit_test/unit_test

基本使用

定义结构体

#include <ijst/ijst.h>
#include <ijst/types_std.h>
#include <ijst/types_container.h>
using namespace ijst;

//*** 需要反序列化的 JSON 字符串
const std::string jsonStr = R"(
{
    "int_val": 42, 
    "vec_val": ["str1", "str2"], 
    "map_val": {"k1": 1, "k2": 2}
})";

//*** 定义一个 ijst 结构体：
IJST_DEFINE_STRUCT(
    // 结构体名字
    JsonStruct
    // 定义字段
    , (T_int, iVal, "int_val", 0)  
    , (IJST_TVEC(T_string), vecVal, "vec_val", 0)
    , (IJST_TMAP(T_uint64), mapVal, "map_val", 0)
);

//*** 默认情况下会生成这样的类：
/*
class JsonStruct {
public:
    ijst::Accessor _;   // 通过这个对象进行序列化等操作
    int iVal; 
    std::vector<std::string> vecVal; 
    std::map<std::string, uint64_t> mapVal; 

private:
    //... Some private methods
};
*/

字段访问及(反)序列化

//*** 定义一个 JsonStruct 对象
JsonStruct jStruct;

//*** 反序列化
int ret = jStruct._.Deserialize(jsonStr);
assert(ret == 0);

//*** 访问字段
assert(jStruct.iVal == 42);
assert(jStruct.vecVal[0] == "str1");
assert(jStruct.mapVal["k2"] == 2);

//*** 序列化
std::string strOut;
ret = jStruct._.Serialize(strOut);
assert (ret == 0);

Getter Chaining

如果所需访问的字段的路径比较深的时候，为避免累赘的判断，可使用 get_* 方法，比如：

//*** 和 IJST_DEFINE_STRUCT 类似
IJST_DEFINE_STRUCT_WITH_GETTER(
    StIn
    , (T_int, iData, "i", ijst::FDesc::Optional)
    , (IJST_TVEC(T_int), vecData, "vec", ijst::FDesc::Optional)
    , (IJST_TMAP(T_int), mapData, "map", ijst::FDesc::Optional)
)

//*** 默认情况下会生成这样的结构体：
/*
class JsonStruct {
public:
    //... 普通的字段，同 IJST_DEFINE_STRUCT
    
    // Getters
    ijst::Optional<int> get_iData();
    ijst::Optional<std::vector<int> > get_vecData();
    ijst::Optional<std::map<std::string, int> > get_mapData();
private:
};
*/

IJST_DEFINE_STRUCT_WITH_GETTER(
    StOut
    , (IJST_TST(StOut), stIn, "inner", ijst::FDesc::Optional)
)
StOut st;

//*** 可以通过连串的 get_* 尝试直接访问字段，而不用关注路径的中间节点是否存在
// 下行语句可访问 "/stIn/vecData/2"
// int* pData = st.get_stIn()->get_vecData()[2].Ptr();
// 即：
int* pData = st         // StOut 对象
    .get_stIn()         // 访问 stIn 字段
    ->get_vecData()     // 访问 vecData 字段，注意需使用 -> 操作符
    [2]                 // 访问数组中第2个元素
    .Ptr();             // 获取最后结果的地址
assert (pData == NULL);

// 如果路径中的每个字段都是 kValid 的，且 vector 的下标存在，则最终得到的指针会指向该字段：
// int* pData = st.get_stIn()->get_vecData()[2].Ptr() == &st.stIn.vecData[2];

性能

ijst 底层使用的是 RapidJSON，其本身具有优秀的性能。

ijst 因有额外的工作，会带来一些性能上的开销，但也比常用的 JsonCpp 快上不少：

Library	序列化	反序列化
RapidJSON	14	10
ijst	16	23
JsonCpp	128	109

测试环境：Corei7-4790_3.60GHz_vc2017_win7x64，测试代码： nativejson-benchmark。

注：不同环境测得的性能会有差异，一般而言，ijst 的序列化性能和 RapidJSON 相似，反序列化性能为其 1/4 ~ 1/2。

详细说明

详请请移步 Github : github.com/h46incon/ijst

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