【C】cJSON使用以及在stm32中的应用
1. cJSON使用
最近一段时间在整理自己进入研究生阶段后学习过程中的一些内容,之前在进行相关代码调试过程中,也的确耗费了比较大的精力去搜寻资料,然后整合代码到自己所需要的系统中,如在stm32中使用cJSON格式,由于stm32的资源较小,而JSON格式用C语言实现又比较耗费资源,所以在调试的过程中,要及时释放内存空间。下面简单总结一下在stm32中使用cJSON的经验,时间比较久了,难免有所疏漏,望各位大神指正!另外,在学习总结博客的过程中,参考了很多网上的博客、文章,在此致以深深的谢意!
对于JSON以及Cjson的介绍,可以参考上一篇博文<JSON以及cJSON介绍>,下面以一个例程来简单介绍一下如何使用cJSON进行JSON数据格式的解析以及封装,如下为主函数:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h" // 将cJSON.c、cJSON.h放到工程目录下,并包含头文件
int main(void)
{char *packtext; // 字符指针,用于接收JSON封装之后所转换的字符串char parsetext[] = // 初始化定义一个字符串,用于JSON的解析"{\n""\"state\":{\n""\"desired\":{\n""\"message\":\"Hello,cJSON!\"\n""},\n""\"reported\":{\n""\"int_data\":1999,\n""\"double_data\":6.666\n""}\n""},\n""\"version\":1234\n""}\n";printf("\n");parseJSON(parsetext); // JSON解析函数printf("\n---------------------- Repack the JSON ------------------\n\n");packtext = packJSON(); // JSON解析函数parseJSON(packtext);printf("\n");return 0;
}
运行结果
![](/assets/blank.gif)
1.1 JSON解析
这里先介绍cJSON中对于JSON格式的解析;可以看到,在主函数main中定义了一个字符数组 parsetext,其本质上就是一个JSON的字符串(在实际的stm32系统中,是通过串口与通信模块传输的),所以在对该JSON进行解析的时候,首先需要将其转换为JSON对象的格式,然后才能使用JSON的key来进行数据的读取操作,以下是对于形式如parsetext的JSON格式的数据解析函数:
/* Parse text to JSON, then render back to text, and print! */
void parseJSON(char *text)
{// 变量的定义int jversion = 0;int jint_data = 0;char *out = NULL;char *jmessage = NULL;double jdouble_data = 0;// cJSON指针的定义cJSON *json = NULL; // rootcJSON *jver = NULL, *jsta = NULL; // first cJSON *jdes = NULL, *jrep = NULL; // secondcJSON *jmes = NULL, *jint = NULL, *jdou = NULL; // thirdjson = cJSON_Parse(text); // 将字符串处理成JSON对象if (!json) // 如果转化错误,则报错退出{printf("Error before: [%s]\n", cJSON_GetErrorPtr());}else{/* print the json */out = cJSON_Print(json); // first string print 将JSON对象“按照格式”打印输出printf("%s\n", out); out = cJSON_PrintUnformatted(json); // second string print将JSON对象“无格式”打印输出printf("%s\n", out);/* get the version of the json */jver = cJSON_GetObjectItem(json,"version"); //获取JSON格式中,键值为”version”的对象jversion = jver->valueint; // 读取 version的值,version值为整型数printf("(1) version: %d\n",jversion);/* get the state->desired->message of the json */jsta = cJSON_GetObjectItem(json,"state"); //获取JSON格式中,键值为”state”的对象jdes = cJSON_GetObjectItem(jsta,"desired"); //获取JSON格式中,键值为”desired”的对象jmes = cJSON_GetObjectItem(jdes,"message");//获取JSON格式中,键值为”message”的对象jmessage = jmes->valuestring; // 读取 message的值,message为字符串printf("(2) The message of desired in state is: %s\n",jmessage);/* get the state->reported value of the json */jrep = cJSON_GetObjectItem(jsta,"reported"); //获取JSON格式中,键值为”reported”的对象jint = cJSON_GetObjectItem(jrep,"int_data"); //获取JSON格式中,键值为”int_data”的对象jdou = cJSON_GetObjectItem(jrep,"double_data");//获取JSON格式中,键值为”double_data”的对象jint_data = jint->valueint; // 读取int_data的值jdouble_data = jdou->valuedouble; // 读取double_data的值printf("(3) int_data = %d , double_data = %f \n"\,jint_data, jdouble_data);cJSON_Delete(json); // 释放内存free(out);}
}
在上面的JSON解析函数例程中,介绍了cJSON所组成的JSON结构的解析,其中对于嵌套的JSON结构,只需要一层一层的剥开即可。以下对几个主要函数进行总结(可以参考【4】【5】):
(1)cJSON_Parse函数可以将字符串解析为JSON数据包,并按照cJSON结构体的结构序列化整个数据包。使用该函数会通过malloc函数在内存中开辟一个空间,使用完成需要手动释放;
(2)cJSON_GetObjectItem函数可从cJSON结构体中查找某个子键名称,如果查找成功可把该子节点序列化到cJSON结构体中;
(3)如果需要使用cJSON结构体中的内容,可通过cJSON结构体中的valueint、valuedouble和valuestring取出有价值的内容(即键的值);
(4)cJSON_Delete函数用于释放JSON所占的内存空间;
(5) JSON 格式的数据,本质上是一个字符串,但这个时候无法当成普通的字符串进行使用,需要调用 cJSON_PrintUnformatted(json) 或者 cJSON_Print(json)将JSON对象转换成普通的字符串,并且都是以该json对象的根为基点。其中两者的区别即是:一个是没有格式的:也就是转换出的字符串中间不会有"\n" "\t"之类的东西存在,在串传输的时候,使用“无格式”,而cJSON_Print(json)打印出来是人看起来舒服、明了的JSON格式。
1.2 JSON封装
/* Pack the JSON as the parseJSON, return the char pointer of the JSON string */
char *packJSON()
{cJSON *root,*staj,*desj,*repj; // cJSON指针char *out;root=cJSON_CreateObject(); // 创建root对象,返回值为cJSON指针staj=cJSON_CreateObject();desj=cJSON_CreateObject();repj=cJSON_CreateObject();cJSON_AddItemToObject(staj, "desired", desj); // 向staj中添加一个对象 desjcJSON_AddStringToObject(desj, "message", "cJSON Test!");// 向desj中添加一个字符串,键为“message”,键值为“cJSON Test!”cJSON_AddItemToObject(staj, "reported", repj);cJSON_AddNumberToObject(repj, "int_data",9999); // 向repj中添加一个整数,键为“int_data”,键值为“9999”cJSON_AddNumberToObject(repj, "double_data",8.888); // 向repj中添加一个浮点数,键为“double_data”,键值为“8.888”cJSON_AddItemToObject(root, "state", staj); //将staj对象添加到 root中,键为“state”cJSON_AddNumberToObject(root, "version", 4321); // 向root中添加整数,键为“version”,键值为4321out = cJSON_Print(root); // 将 root 转化为普通字符串,并返回指针cJSON_Delete(root); //释放内存return out;
}
在上面JSON封装的例程中,介绍了如何使用cJSON封装类似于parsetext的JSON数据,并向其中的键赋值,下面简单介绍一下主要使用的函数:
(1)cJSON_CreateObject函数用于创建一个JSON对象,返回值为一个指向所创建JSON的cJSON指针,使用完成后,注意要使用cJSON_Delete函数进行内存的释放;
(2)cJSON_AddItemToObject函数用于向JSON对象中添加一个对象,并且指定了对象的键;
(3)cJSON_AddStringToObject函数用于向JSON对象中添加一个字符串,并且指定了字符串的键以及键值;
(4)cJSON_AddNumberToObject函数用于向JSON对象中添加一个数据,可以是整型数,也可以是浮点数。
OK,对于cJSON的使用就先介绍这么多了;另外,看其他资料,还可以使用Cjson结构体中的type来进行对键的判断(对象、数、字符串等)。
2. cJSON在stm32中的使用
对于cJSON的使用,主要是用来实现stm32连接一个上网模块来与云平台进行交互,而云平台上面所解析的数据格式是JSON格式,因此在stm32中,需要实现将数据封装成JSON格式,然后通过串口将数据由上网模块(WiFi、LTE等)上报给云平台。
cJSON是由C语言所编写的,所以理论上是可以跨平台使用的,但是由于stm32中内存资源的限制,因此在使用完JSON结构数据之后,要尽快释放内存;另外,还需要对 malloc、free、以及size_t等进行重新定义,其中,对于malloc以及free的修改如下:
(1) cJSON.c中需要修改的地方
static void *(*cJSON_malloc)(size_t sz)= malloc;
static void (*cJSON_free)(void *ptr) = free;
----------------------------------- modify -------------------------------------
static void *(*cJSON_malloc)(size_t sz)= mymalloc; // modify
static void (*cJSON_free)(void *ptr) = myfree; // modify
void cJSON_InitHooks(cJSON_Hooks* hooks)
{if (!hooks){ /* Reset hooks */cJSON_malloc = malloc; cJSON_free = free; return;}cJSON_malloc = (hooks->malloc_fn)?hooks->malloc_fn:malloc; cJSON_free = (hooks->free_fn)?hooks->free_fn:free;
}
----------------------------------- modify -------------------------------------
void cJSON_InitHooks(cJSON_Hooks* hooks)
{if (!hooks){ /* Reset hooks */cJSON_malloc = mymalloc; // modify cJSON_free = myfree; // modify return;}cJSON_malloc = (hooks->malloc_fn)?hooks->malloc_fn:mymalloc; // modify cJSON_free = (hooks->free_fn)?hooks->free_fn:myfree; // modify
}
(2) 对于malloc、free函数的重构,可以参考正点原子对于stm32中内存管理函数,可以参考【6】。
3. Reference
【1】 https://github.com/DaveGamble/cJSON cJSON的github
【2】 http://www.cnblogs.com/kuikui/p/3176806.html JSON介绍
【3】 http://blog.csdn.net/xukai871105/article/details/32346797 JSON格式详解
【4】 http://blog.csdn.net/xukai871105/article/details/17094113 cJSON学习笔记
【5】 http://www.cnblogs.com/chineseboy/p/3959852.html cJSON使用笔记(stm32)
【6】 http://openedv.com/thread-954-1-1.html 正点原子stm32内存管理函数
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