Nlohmann Json 源码阅读：代码框架分析

Nlohmann Json是一个为现代 C++ 设计的高效 JSON 库。其核心功能是在 C++ 的数据结构与标准 JSON 格式之间进行灵活、直观的相互转换。

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基本使用方法

#include<iostream>
#include"json.hpp" // 引入
using json = nlohmann::json;
int main() {
    json j1, j2;
    //通过[]直接创建json对象
    j1["name"] = "Bob";
    j1["age"] = 18;
    //通过字面量创建json对象
    j2 = json::parse(R"(
        {
            "name": "Alice",
            "age": 18
        }
    )");
 
    //json对象转换为字符串输出
    std::cout << j1.dump() << std::endl;
    //{"age":18,"name":"Bob"}
    //格式化输出
    std::cout << j2.dump(4) << std::endl;
    /*
    {
        "age": 18,
        "name": "Alice"
    }
    */
}

代码框架分析

模板设计

template<template<typename U, typename V, typename... Args> class ObjectType =
         std::map,
         template<typename U, typename... Args> class ArrayType = std::vector,
         class StringType = std::string, class BooleanType = bool,
         class NumberIntegerType = std::int64_t,
         class NumberUnsignedType = std::uint64_t,
         class NumberFloatType = double,
         template<typename U> class AllocatorType = std::allocator,
         template<typename T, typename SFINAE = void> class JSONSerializer =
         adl_serializer,
         class BinaryType = std::vector<std::uint8_t>,
         class CustomBaseClass = void>
class basic_json;

该库采用高度可定制的模板设计，运用策略模式，核心类basic_json是一个模板类，允许用户自定义：容器类型（默认对象使用std::map,数组使用std::vector）、基本数据类型（字符串、数值、布尔等）、内存分配器、序列化器等。

值存储机制

union json_value
{
    /// object (stored with pointer to save storage)
    object_t* object;
    /// array (stored with pointer to save storage)
    array_t* array;
    /// string (stored with pointer to save storage)
    string_t* string;
    /// binary (stored with pointer to save storage)
    binary_t* binary;
    /// boolean
    boolean_t boolean;
    /// number (integer)
    number_integer_t number_integer;
    /// number (unsigned integer)
    number_unsigned_t number_unsigned;
    /// number (floating-point)
    number_float_t number_float;
    // ...
}
 
struct data
{
    /// the type of the current element
    value_t m_type = value_t::null;
 
    /// the value of the current element
    json_value m_value = {};
    // ...
}

该库采用了标记联合的值存储机制，在data结构体中m_type是一个 enum ，负责标记 union 中存储数据的类型，m_value是真正存储数据的 union 类型变量，可以存储多种类型数据。

Hint: 使用 union 类型的好处是在一个变量中可以根据需要存储不同的数据类型，减少内存开支。

调用关系