# JSON 对象

## JSON 格式

JSON 格式（JavaScript Object Notation 的缩写）是一种用于数据交换的文本格式，2001年由 Douglas Crockford 提出，目的是取代繁琐笨重的 XML 格式。

相比 XML 格式，JSON 格式有两个显著的优点：书写简单，一目了然；符合 JavaScript 原生语法，可以由解释引擎直接处理，不用另外添加解析代码。所以，JSON 迅速被接受，已经成为各大网站交换数据的标准格式，并被写入标准。

每个 JSON 对象就是一个值，可能是一个数组或对象，也可能是一个原始类型的值。总之，只能是一个值，不能是两个或更多的值。

JSON 对值的类型和格式有严格的规定。

> 1. 复合类型的值只能是数组或对象，不能是函数、正则表达式对象、日期对象。
>
> 1. 原始类型的值只有四种：字符串、数值（必须以十进制表示）、布尔值和`null`（不能使用`NaN`, `Infinity`, `-Infinity`和`undefined`）。
>
> 1. 字符串必须使用双引号表示，不能使用单引号。
>
> 1. 对象的键名必须放在双引号里面。
>
> 1. 数组或对象最后一个成员的后面，不能加逗号。

以下都是合法的 JSON。

```javascript
["one", "two", "three"]

{ "one": 1, "two": 2, "three": 3 }

{"names": ["张三", "李四"] }

[ { "name": "张三"}, {"name": "李四"} ]
```

以下都是不合法的 JSON。

```javascript
{ name: "张三", 'age': 32 }  // 属性名必须使用双引号

[32, 64, 128, 0xFFF] // 不能使用十六进制值

{ "name": "张三", "age": undefined } // 不能使用 undefined

{ "name": "张三",
  "birthday": new Date('Fri, 26 Aug 2011 07:13:10 GMT'),
  "getName": function () {
      return this.name;
  }
} // 属性值不能使用函数和日期对象
```

注意，`null`、空数组和空对象都是合法的 JSON 值。

## JSON 对象

`JSON`对象是 JavaScript 的原生对象，用来处理 JSON 格式数据。它有两个静态方法：`JSON.stringify()`和`JSON.parse()`。

## JSON.stringify()

### 基本用法

`JSON.stringify()`方法用于将一个值转为 JSON 字符串。该字符串符合 JSON 格式，并且可以被`JSON.parse()`方法还原。

```javascript
JSON.stringify('abc') // ""abc""
JSON.stringify(1) // "1"
JSON.stringify(false) // "false"
JSON.stringify([]) // "[]"
JSON.stringify({}) // "{}"

JSON.stringify([1, "false", false])
// '[1,"false",false]'

JSON.stringify({ name: "张三" })
// '{"name":"张三"}'
```

上面代码将各种类型的值，转成 JSON 字符串。

注意，对于原始类型的字符串，转换结果会带双引号。

```javascript
JSON.stringify('foo') === "foo" // false
JSON.stringify('foo') === "\"foo\"" // true
```

上面代码中，字符串`foo`，被转成了`"\"foo\""`。这是因为将来还原的时候，内层双引号可以让 JavaScript 引擎知道，这是一个字符串，而不是其他类型的值。

```javascript
JSON.stringify(false) // "false"
JSON.stringify('false') // "\"false\""
```

上面代码中，如果不是内层的双引号，将来还原的时候，引擎就无法知道原始值是布尔值还是字符串。

如果对象的属性是`undefined`、函数或 XML 对象，该属性会被`JSON.stringify()`过滤。

```javascript
var obj = {
  a: undefined,
  b: function () {}
};

JSON.stringify(obj) // "{}"
```

上面代码中，对象`obj`的`a`属性是`undefined`，而`b`属性是一个函数，结果都被`JSON.stringify`过滤。

如果数组的成员是`undefined`、函数或 XML 对象，则这些值被转成`null`。

```javascript
var arr = [undefined, function () {}];
JSON.stringify(arr) // "[null,null]"
```

上面代码中，数组`arr`的成员是`undefined`和函数，它们都被转成了`null`。

正则对象会被转成空对象。

```javascript
JSON.stringify(/foo/) // "{}"
```

`JSON.stringify()`方法会忽略对象的不可遍历的属性。

```javascript
var obj = {};
Object.defineProperties(obj, {
  'foo': {
    value: 1,
    enumerable: true
  },
  'bar': {
    value: 2,
    enumerable: false
  }
});

JSON.stringify(obj); // "{"foo":1}"
```

上面代码中，`bar`是`obj`对象的不可遍历属性，`JSON.stringify`方法会忽略这个属性。

### 第二个参数

`JSON.stringify()`方法还可以接受一个数组，作为第二个参数，指定参数对象的哪些属性需要转成字符串。

```javascript
var obj = {
  'prop1': 'value1',
  'prop2': 'value2',
  'prop3': 'value3'
};

var selectedProperties = ['prop1', 'prop2'];

JSON.stringify(obj, selectedProperties)
// "{"prop1":"value1","prop2":"value2"}"
```

上面代码中，`JSON.stringify()`方法的第二个参数指定，只转`prop1`和`prop2`两个属性。

这个类似白名单的数组，只对对象的属性有效，对数组无效。

```javascript
JSON.stringify(['a', 'b'], ['0'])
// "["a","b"]"

JSON.stringify({0: 'a', 1: 'b'}, ['0'])
// "{"0":"a"}"
```

上面代码中，第二个参数指定 JSON 格式只转`0`号属性，实际上对数组是无效的，只对对象有效。

第二个参数还可以是一个函数，用来更改`JSON.stringify()`的返回值。

```javascript
function f(key, value) {
  if (typeof value === "number") {
    value = 2 * value;
  }
  return value;
}

JSON.stringify({ a: 1, b: 2 }, f)
// '{"a": 2,"b": 4}'
```

上面代码中的`f`函数，接受两个参数，分别是被转换的对象的键名和键值。如果键值是数值，就将它乘以`2`，否则就原样返回。

注意，这个处理函数是递归处理所有的键。

```javascript
var obj = {a: {b: 1}};

function f(key, value) {
  console.log("["+ key +"]:" + value);
  return value;
}

JSON.stringify(obj, f)
// []:[object Object]
// [a]:[object Object]
// [b]:1
// '{"a":{"b":1}}'
```

上面代码中，对象`obj`一共会被`f`函数处理三次，输出的最后那行是`JSON.stringify()`的默认输出。第一次键名为空，键值是整个对象`obj`；第二次键名为`a`，键值是`{b: 1}`；第三次键名为`b`，键值为1。

递归处理中，每一次处理的对象，都是前一次返回的值。

```javascript
var obj = {a: 1};

function f(key, value) {
  if (typeof value === 'object') {
    return {b: 2};
  }
  return value * 2;
}

JSON.stringify(obj, f)
// "{"b": 4}"
```

上面代码中，`f`函数修改了对象`obj`，接着`JSON.stringify()`方法就递归处理修改后的对象`obj`。

如果处理函数返回`undefined`或没有返回值，则该属性会被忽略。

```javascript
function f(key, value) {
  if (typeof(value) === "string") {
    return undefined;
  }
  return value;
}

JSON.stringify({ a: "abc", b: 123 }, f)
// '{"b": 123}'
```

上面代码中，`a`属性经过处理后，返回`undefined`，于是该属性被忽略了。

### 第三个参数

`JSON.stringify()`还可以接受第三个参数，用于增加返回的 JSON 字符串的可读性。

默认返回的是单行字符串，对于大型的 JSON 对象，可读性非常差。第三个参数使得每个属性单独占据一行，并且将每个属性前面添加指定的前缀（不超过10个字符）。

```javascript
// 默认输出
JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 })
// JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 })

// 分行输出
JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 }, null, '\t')
// {
// 	"p1": 1,
// 	"p2": 2
// }
```

上面例子中，第三个属性`\t`在每个属性前面添加一个制表符，然后分行显示。

第三个属性如果是一个数字，则表示每个属性前面添加的空格（最多不超过10个）。

```javascript
JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 }, null, 2);
/*
"{
  "p1": 1,
  "p2": 2
}"
*/
```

### 参数对象的 toJSON() 方法

如果参数对象有自定义的`toJSON()`方法，那么`JSON.stringify()`会使用这个方法的返回值作为参数，而忽略原对象的其他属性。

下面是一个普通的对象。

```javascript
var user = {
  firstName: '三',
  lastName: '张',

  get fullName(){
    return this.lastName + this.firstName;
  }
};

JSON.stringify(user)
// "{"firstName":"三","lastName":"张","fullName":"张三"}"
```

现在，为这个对象加上`toJSON()`方法。

```javascript
var user = {
  firstName: '三',
  lastName: '张',

  get fullName(){
    return this.lastName + this.firstName;
  },

  toJSON: function () {
    return {
      name: this.lastName + this.firstName
    };
  }
};

JSON.stringify(user)
// "{"name":"张三"}"
```

上面代码中，`JSON.stringify()`发现参数对象有`toJSON()`方法，就直接使用这个方法的返回值作为参数，而忽略原对象的其他参数。

`Date`对象就有一个自己的`toJSON()`方法。

```javascript
var date = new Date('2015-01-01');
date.toJSON() // "2015-01-01T00:00:00.000Z"
JSON.stringify(date) // ""2015-01-01T00:00:00.000Z""
```

上面代码中，`JSON.stringify()`发现处理的是`Date`对象实例，就会调用这个实例对象的`toJSON()`方法，将该方法的返回值作为参数。

`toJSON()`方法的一个应用是，将正则对象自动转为字符串。因为`JSON.stringify()`默认不能转换正则对象，但是设置了`toJSON()`方法以后，就可以转换正则对象了。

```javascript
var obj = {
  reg: /foo/
};

// 不设置 toJSON 方法时
JSON.stringify(obj) // "{"reg":{}}"

// 设置 toJSON 方法时
RegExp.prototype.toJSON = RegExp.prototype.toString;
JSON.stringify(/foo/) // ""/foo/""
```

上面代码在正则对象的原型上面部署了`toJSON()`方法，将其指向`toString()`方法，因此转换成 JSON 格式时，正则对象就先调用`toJSON()`方法转为字符串，然后再被`JSON.stringify()`方法处理。

## JSON.parse()

`JSON.parse()`方法用于将 JSON 字符串转换成对应的值。

```javascript
JSON.parse('{}') // {}
JSON.parse('true') // true
JSON.parse('"foo"') // "foo"
JSON.parse('[1, 5, "false"]') // [1, 5, "false"]
JSON.parse('null') // null

var o = JSON.parse('{"name": "张三"}');
o.name // 张三
```

如果传入的字符串不是有效的 JSON 格式，`JSON.parse()`方法将报错。

```javascript
JSON.parse("'String'") // illegal single quotes
// SyntaxError: Unexpected token ILLEGAL
```

上面代码中，双引号字符串中是一个单引号字符串，因为单引号字符串不符合 JSON 格式，所以报错。

为了处理解析错误，可以将`JSON.parse()`方法放在`try...catch`代码块中。

```javascript
try {
  JSON.parse("'String'");
} catch(e) {
  console.log('parsing error');
}
```

`JSON.parse()`方法可以接受一个处理函数，作为第二个参数，用法与`JSON.stringify()`方法类似。

```javascript
function f(key, value) {
  if (key === 'a') {
    return value + 10;
  }
  return value;
}

JSON.parse('{"a": 1, "b": 2}', f)
// {a: 11, b: 2}
```

上面代码中，`JSON.parse()`的第二个参数是一个函数，如果键名是`a`，该函数会将键值加上10。

`JSON.parse()`和`JSON.stringify()`可以结合使用，像下面这样写，实现对象的深拷贝。

```javascript
JSON.parse(JSON.stringify(obj))
```

上面这种写法，可以深度克隆一个对象，但是对象内部不能有 JSON
不允许的数据类型，比如函数、正则对象、日期对象等。

## 参考链接

- MDN, [Using native JSON](https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Using_native_JSON)
- MDN, [JSON.parse](https://developer.mozilla.org/en-US/docs/JavaScript/Reference/Global_Objects/JSON/parse)
- Dr. Axel Rauschmayer, [JavaScript’s JSON API](http://www.2ality.com/2011/08/json-api.html)
- Jim Cowart, [What You Might Not Know About JSON.stringify()](http://freshbrewedcode.com/jimcowart/2013/01/29/what-you-might-not-know-about-json-stringify/)
- Marco Rogers, [What is JSON?](https://docs.nodejitsu.com/articles/javascript-conventions/what-is-json/)