10分钟掌握XML、JSON及其解析

引言

NOKIA 有句著名的广告语:“科技以人为本”。任何技术都是为了满足人的生产生活需要而产生的。具体到小小的一个手机,里面蕴含的技术也是浩如烟海,是几千年来人类科技的结晶,单个人穷其一生也未必能掌握其一角。不过个人一直认为基本的技术和思想是放之四海而皆准的,许多技术未必需要我们从头到尾再研究一遍,我们要做的就是站在巨人的肩膀上,利用其成果来为人们的需求服务。

随着移动互联网时代的大潮,越来越多的App不光是需要和网络服务器进行数据传输和交互,也需要和其他 App 进行数据传递。承担App与网络来进行传输和存储数据的一般是XML或者JSON。在移动互联网时代,XML和JSON很重要。

最近一段时间,个人综合了之前对XML、JSON的一些了解,参考了相关资料,再结合视频的代码,把自己的一些思考融入了这篇总结文档中,同时尝试用通俗诙谐的语言风格来阐述,期望能给感兴趣的读者带来帮助。

为了不和时代落伍,我们必须要学习 XML 和 JSON,但同时它们也很容易学习,Let’s start:–)

一、XML

XML即可扩展标记语言(eXtensible Markup Language)。标记是指计算机所能理解的信息符号,通过此种标记,计算机之间可以处理包含各种信息的文章等。如何定义这些标记,既可以选择国际通用的标记语言,比如HTML,也可以使用象XML这样由相关人士自由决定的标记语言,这就是语言的可扩展性。XML是从SGML中简化修改出来的。它主要用到的有XML、XSL和XPath等。

上面这段是对XML的一个基本定义,一个被广泛接受的说明。简单说,XML就是一种数据的描述语言,虽然它是语言,但是通常情况下,它并不具备常见语言的基本功能——被计算机识别并运行。只有依靠另一种语言,来解释它,使它达到你想要的效果或被计算机所接受。

记住以下几点就行了:

  • XML是一种标记语言,很类似HTML
  • XML的设计宗旨是传输数据,而非显示数据
  • XML标签没有被预定义。您需要自行定义标签。
  • XML被设计为具有自我描述性。
  • XML是W3C的推荐标准

总结:

XML是独立于软件和硬件的信息传输工具。 目前,XML在Web中起到的作用不会亚于一直作为 Web 基石的 HTML。 XML无所不在。XML是各种应用程序之间进行数据传输的最常用的工具,并且在信息存储和描述领域变得越来越流行。

1.1 XML属性

1.1.1 XML与HTML的主要差异

  • XML不是HTML的替代。
  • XML和HTML为不同的目的而设计。
  • XML被设计为传输和存储数据,其焦点是数据的内容。
  • HTML被设计用来显示数据,其焦点是数据的外观。
  • HTML旨在显示信息,而 XML 旨在传输信息

1.1.2 XML是不作为的。

也许这有点难以理解,但是XML不会做任何事情。XML被设计用来结构化、存储以及传输信息

下面是John写给George的便签,存储为XML:

上面的这条便签具有自我描述性。它拥有标题以及留言,同时包含了发送者和接受者的信息。但是,这个 XML 文档仍然没有做任何事情。它仅仅是包装在XML标签中的纯粹的信息。我们需要编写软件或者程序,才能传送、接收和显示出这个文档。

1.1.3 XML仅仅是纯文本

XML没什么特别的。它仅仅是纯文本而已。有能力处理纯文本的软件都可以处理XML。 不过,能够读懂 XML 的应用程序可以有针对性地处理 XML 的标签。标签的功能性意义依赖于应用程序的特性。

1.1.4 XML允许自定义标签

上例中的标签没有在任何XML标准中定义过(比如和)。这些标签是由文档的创作者发明的。这是因为XML没有预定义的标签。

在HTML中使用的标签(以及HTML的结构)是预定义的。HTML文档只使用在HTML标准中定义过的标签(比如<p><h1> 等等)。

XML允许创作者定义自己的标签和自己的文档结构。

1.1.5 XML不是对HTML的替代

XML是对HTML的补充。

XML不会替代HTML,理解这一点很重要。在大多数 web 应用程序中,XML用于传输数据,而HTML用于格式化并显示数据。

1.2 XML的语法

XML的语法规则很简单,且很有逻辑。这些规则很容易学习,也很容易使用。

1.2.1 所有元素都必须有关闭标签

在XML中,省略关闭标签是非法的。所有元素都必须有关闭标签。 在HTML,经常会看到没有关闭标签的元素:

在XML中,省略关闭标签是非法的。所有元素都必须有关闭标签:

注释:您也许已经注意到XML声明没有关闭标签。这不是错误。声明不属于XML本身的组成部分。它不是XML元素,也不需要关闭标签。

1.2.2 XML标签对大小写敏感

XML元素使用XML标签进行定义。

XML标签对大小写敏感。在XML中,标签与标签是不同的。

必须使用相同的大小写来编写打开标签和关闭标签:

1.2.3 XML标签对大小写敏感

在 HTML 中,常会看到没有正确嵌套的元素:

在 XML中,所有元素都必须彼此正确地嵌套:

在上例中,正确嵌套的意思是:由于<i>元素是在<b>元素内打开的,那么它必须在<b>元素内关闭。

1.2.4 XML文档必须有根元素

XML文档必须有一个元素是所有其他元素的父元素。该元素称为根元素。

1.2.5 XML的属性值须加引号

与 HTML 类似,XML 也可拥有属性(名称/值的对)。 在 XML 中,XML 的属性值须加引号。请研究下面的两个 XML 文档。第一个是错误的,第二个是正确的:

1.2.6 实体引用

在 XML 中,一些字符拥有特殊的意义。 如果你把字符 “<” 放在 XML 元素中,会发生错误,这是因为解析器会把它当作新元素的开始。 这样会产生 XML 错误:

为了避免这个错误,请用实体引用来代替 “<” 字符:

在 XML 中,有 5 个预定义的实体引用:

注释:在 XML 中,只有字符 “<” 和 “&” 确实是非法的。大于号是合法的,但是用实体引用来代替它是一个好习惯。

1.2.7 XML中的注释

在 XML 中编写注释的语法与 HTML 的语法很相似:

在 XML 中,空格会被保留 HTML 会把多个连续的空格字符裁减(合并)为一个:

输出: Hello my name is David. 在 XML 中,文档中的空格不会被删节。

1.2.8 以 LF 存储换行

在 Windows 应用程序中,换行通常以一对字符来存储:回车符 (CR) 和换行符 (LF)。这对字符与打字机设置新行的动作有相似之处。在 Unix 应用程序中,新行以 LF 字符存储。而 Macintosh 应用程序使用CR来存储新行。

1.3 XML CDATA

所有XML文档中的文本均会被解析器解析。

只有CDATA区段(CDATA section)中的文本会被解析器忽略。

1.3.1 PCDATA

PCDATA指的是被解析的字符数据(Parsed Character Data)。

XML解析器通常会解析XML文档中所有的文本。 当某个XML元素被解析时,其标签之间的文本也会被解析:

解析器之所以这么做是因为 XML 元素可包含其他元素,就像这个例子中,其中的元素包含着另外的两个元素(first和last):

而解析器会把它分解为像这样的子元素:

1.3.2 转义字符

非法的XML字符必须被替换为实体引用(entity reference)。

假如您在XML文档中放置了一个类似 “<” 字符,那么这个文档会产生一个错误,这是因为解析器会把它解释为新元素的开始。因此你不能这样写:

为了避免此类错误,需要把字符 “<” 替换为实体引用,就像这样:

在 XML 中有 5 个预定义的实体引用:

注释:严格地讲,在XML中仅有字符”<“和”&“是非法的。省略号、引号和大于号是合法的,但是把它们替换为实体引用是个好的习惯。

1.3.3 CDATA

术语CDATA指的是不应由XML解析器进行解析的文本数据(Unparsed Character Data)。

在 XML 元素中,”<“ 和 ”&“ 是非法的。

“<” 会产生错误,因为解析器会把该字符解释为新元素的开始。 “&” 也会产生错误,因为解析器会把该字符解释为字符实体的开始。

某些文本,比如 JavaScript 代码,包含大量 “<” 或 “&” 字符。为了避免错误,可以将脚本代码定义为 CDATA。 CDATA 部分中的所有内容都会被解析器忽略。 CDATA 部分由 “<![CDATA[” 开始,由 “]]>” 结束:

这是展示一部电影的具体数据,包括标题、介绍、内容、导演、演员、时长、上映年份等很多内容。

1.5 XML树结构

XML文档形成了一种树结构,它从“根部”开始,然后扩展到“枝叶”。

1.5.1 一个XML文档实例

XML使用简单的具有自我描述性的语法:

第一行是XML声明。它定义XML的版本(1.0)和所使用的编码(ISO-8859-1=Latin-1/西欧字符集)。

下一行描述文档的根元素(像在说:“本文档是一个便签”):

接下来 4 行描述根的 4 个子元素(to, from, heading 以及 body):

最后一行定义根元素的结尾:

从本例可以设想,该XML文档包含了John给George的一张便签。

  • XML具有出色的自我描述性,你同意吗?
  • XML文档形成一种树结构
  • XML文档必须包含根元素。该元素是所有其他元素的父元素。
  • XML文档中的元素形成了一棵文档树。这棵树从根部开始,并扩展到树的最底端。

所有元素均可拥有子元素:

父、子以及同胞等术语用于描述元素之间的关系。父元素拥有子元素。相同层级上的子元素成为同胞(兄弟或姐妹)。

所有元素均可拥有文本内容和属性(类似HTML中)。

1.6 XML DOM

想到这里,大家都有点迫不及待了,XML 文件到底如何解析呢?

但是,别急,让子弹先飞会儿:–)

在XML解析之前,我们必须系统性的学习一下 XML DOM 知识:

1.6.1 定义

XML DOM(XML Document Object Model) 定义了访问和操作XML文档的标准方法。

DOM把XML文档作为树结构来查看。能够通过DOM树来访问所有元素。可以修改或删除它们的内容,并创建新的元素。元素,它们的文本,以及它们的属性,都被认为是节点。

XML DOM是:

  • 用于XML的标准对象模型
  • 用于XML的标准编程接口
  • 中立于平台和语言
  • W3C的标准

XML DOM定义了所有XML元素的对象和属性,以及访问它们的方法(接口)。

换句话说:

DOM将XML文档作为一个树形结构,而树叶被定义为节点。

1.6.2 总结

XML DOM其实比较复杂,在这么短的篇幅里也无法一一进行讲解。想详细了解XML DOM可以好好去学习下

1.7 XML如何解析?

上面讲了这么多关于XML的东西,那么XML文件应该如何解析呢?

终于到了我们的重头戏了

下面以视频项目为例,展示如何解析XML文件:

1.7.1 Step 1

XML文件是一棵树,首先需要找到对应的节点,然后从节点开始解析,比如搜索找到的就是result/weights/weight 和result/weights/weight 2个节点,分别从这个开始解析:

1.7.2 Step 2

 找到了对应的Node,即从对应的Node开始递归的查找,直到找到最小的节点,也就是最基本的单元Element。再对每一个Element进行解析:

1.7.3 Step 3

 针对获取到的Element,解析出对应的String将数据传递给VideoInfo这个类:

1.7.4 Step 4

 当使用XML解析器将XML数据解析出来之后。需要将这些数据提取出来,也是通过连续2层提取,将数据定位到每个video, 将每个video里的数据传递给SearchVideoInfo这个ArrayList,然后将ArrayList中的数据和对应的Adapter数据关联起来:

以上就是搜索数据的XML的解析和数据展示过程。

二、JSON

XML很好很强大,但是最近有另外一个时代弄潮儿,这就是JSON。现在JSON的光环已经逐渐超越了XML,各大网站提供的数据接口一般都是JSON。下面我们就来学习下JSON。

2.1 JSON是什么?

JSON:JavaScript对象表示法(JavaScript Object Notation), 是一种轻量级的数据交换格式, 易于人阅读和编写, 同时也易于机器解析和生成。

JSON是存储和交换文本信息的语法,类似XML。

JSON采用完全独立于语言的文本格式,但是也使用了类似于C语言家族的习惯(包括C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python等)。 这些特性使JSON成为理想的数据交换语言

2.2 JSON格式

JSON构建于两种结构:

  1. “名称/值”对的集合(A collection of name/value pairs)。不同的语言中,它被理解为对象(object),纪录(record),结构(struct),字典(dictionary),哈希表(hash table),有键列表(keyed list),或者关联数组(associative array)。
  2. 值的有序列表(An ordered list of values)。在大多数语言中,它被理解为数组(array)、矢量(vector), 列表(list)或者是序列(sequence)。

JSON具有以下这些形式:

  • 对象是一个无序的“’名称/值’对”集合。一个对象以“{”(左括号)开始,“}”(右括号)结束。每个“名称”后跟一个“:”(冒号);“‘名称/值’ 对”之间使用“,”(逗号)分隔。

JSON Object

  • 数组是值(value)的有序集合。一个数组以“[”(左中括号)开始,“]”(右中括号)结束。值之间使用“,”(逗号)分隔。
  • JSON Array
    • 值(value)可以是双引号括起来的字符串(string)、数值(number)、true、false、 null、对象(object)或者数组(array)。这些结构可以嵌套。

    JSON Value

    • 字符串(string)是由0到多个Unicode字符组成的序列,封装在双引号(”“)中, 可以使用反斜杠(‘\’)来进行转义。一个字符可以表示为一个单一字符的字符串。

    JSON String

    • 数字(number)类似C或者Java里面的数,没有用到的8进制和16进制数除外。

    JSON Number

    2.3 举个栗子

    上面关于JSON讲了这么多,大家都表示一头雾水了吧?

    没关系,我们来举个栗子,让大家有个直观的感受:–)

    以目前视频使用的iQiyi提供的频道接口为例:

    iQiyi提供的电影频道的JSON电影数据如下:

 

从上面的例子可以很清晰的看出JSON是如何展示一个电影的数据的,当然这是JSON格式化之后的数据。JSON的元数据是不便于阅读的。

2.4 如何解析JSON?

Android JSON所有相关类,都在org.json包下。

包括JSONObject、JSONArray、JSONStringer、JSONTokener、JSONWriter、JSONException。

<1>. 常见方法

目前JSON解析有2种方法,分别是get和opt方法,可以使用JSON

那么使用get方法与使用opt方法的区别是?

JsonObject方法,opt与get建议使用opt方法,因为get方法如果其内容为空会直接抛出异常。不过JsonArray.opt(index)会有越界问题需要特别注意。

opt、optBoolean、optDouble、optInt、optLong、optString、optJSONArray、optJSONObject get、getBoolean、getDouble、getInt、getLong、getString、getJSONArray、getJSONObject

<2>. Android中如何创建JSON?

在Android中应该如何创建JSON呢?

下面展示了一个如何创建JSON的例子:

其输出结果如下所示:

<3>. 如何解析JSON?

下面以视频中解析iQiyi的每个视频album数据为例来说明如何解析JSON:

第一步,需要从网络服务器上发起请求,获取到JSON数据:

第二步,获取到对应的对应的JSONObject数据:

获取到JSON Object之后,就对这个JSONObject进行解析:

<4>. Android JSON解析库

上面介绍都是使用Android提供的原生类解析JSON,最大的好处是项目不需要引入第三方库,但是如果比较注重开发效率而且不在意应用大小增加几百K的话,有以下JSON可供选择:

  1. Jackson
  2. google-gson
  3. Json-lib

大家可以去对应的官网下载并学习:)

三、 JSON vs. XML

JSON和XML就像武林界的屠龙刀和倚天剑,那么他们孰强孰弱?

XML长期执数据传输界之牛耳,而JSON作为后起之秀,已经盟主发起了挑战。

那就让他们来进行PK一下:

<1>. JSON相比XML的不同之处

  • 没有结束标签
  • 更短
  • 读写的速度更快
  • 能够使用内建的 JavaScript eval() 方法进行解析
  • 使用数组
  • 不使用保留字

总之: JSON 比 XML 更小、更快,更易解析。

<2>. XML和JSON的区别:

XML的主要组成成分:

JSON的主要组成成分:

XML要表示一个object(指name-value pair的集合),最初可能会使用element作为object,每个key-value pair 用 attribute 表示:

但如个某个 value 也是 object,那么就不可以当作attribute:

那么,什么时候用element,什么时候用attribute,就已经是一个问题了。

而JSON因为有object这种类型,可以自然地映射,不需考虑上述的问题,自然地得到以下的格式。

One More Thing…

XML需要选择怎么处理element content的换行,而JSON string则不须作这个选择。

XML只有文字,没有预设的数字格式,而JSON则有明确的number格式,这样在locale上也安全。

XML映射数组没大问题,就是数组元素tag比较重复冗余。JSON 比较易读。

JSON的true/false/null也能容易统一至一般编程语言的对应语义。

XML文档可以附上DTD、Schema,还有一堆的诸如XPath之类规范,使用自定义XML元素或属性,能很方便地给数据附加各种约束条件和关联额外信息,从数据表达能力上看,XML强于Json,但是很多场景并不需要这么复杂的重量级的东西,轻便灵活的Json就显得很受欢迎了。

打个比方,如果完成某件事有两种方式:一种简单的,一个复杂的。你选哪个?

我只想杀只鸡罢了,用得着牛刀?

JSON与XML相比就是这样的。

四、总结

这篇文章只是对XML和JSON这2种目前主流使用的数据格式进行了解释,并系统的学习了其中的语法及如何进行解析,同时在最好针对XML和JSON做了对比,了解其不同点和各自的优势。

期望有需要的朋友有所帮助:–)

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