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Rust 入门指南(使用 JSON)

作者:王泰
  • 2022 年 8 月 09 日
    北京
  • 本文字数:3001 字

    阅读完需:约 10 分钟

JSON 作为使用最广泛的数据结构,学习了解如何在发展最快的 Rust 语言中使用很有必要。

本文中我们将学习到:

  • 读取无类型的 JSON。

  • 将 JSON 读取为强类型数据结构。

  • 写 JSON 字符串。

使用 serde 和 serde-json Rust 依赖。

无类型 JSON

Rust 是强类型语言,而 JSON 的并没有强制制定自己的数据类型。如果我们不关心 JSON 的数据结构,可以使用serde_json 库将 JSON 当作枚举递归使用。这个结构可以接受 bools, string, numbers, arrays, 和对象(以及 null )。

接下来,我们给我们的新项目(cargo new handle_json)添加相应依赖:

serde_json = "1.0"serde = { version = "1.0", features = ["derive"] }
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To handle untyped JSON values, we will use from_str() function provided by the serde_json dependency. Additionally, we will need to use the Enum representation I talked about previously to parse the values.

serde_json 提供的 from_str() 方法可以处理无类型 JSON 值,JSON 数据会被处理成枚举的形式。

use serde_json::{Value};
fn main() {    let json = r#"{  "article": "how to work with json in Rust",  "author": "tdep",  "paragraph": [    {      "name": "untyped"    },    {      "name": "strongly typed"    },    {      "name": "writing json"    }  ]}"#;    let parsed: Value = read_json(json);
    println!("\n\n The title of the article is {}", parsed["article"])}
fn read_json(raw_json:&str) -> Value {    let parsed: Value = serde_json::from_str(raw_json).unwrap();    return parsed}
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上面代码的 read_json 函数为解析 JSON 函数,它将字符串处理成 JSON。首先使用serde_json::from_str() 解析字符串,然后解包。如果我们要访问 JSON 中的字段 ,可以使用类似parsed["article"] 这样的代码。

有类型的 JSON

大部分情况下,我们需要使用安全的数据类型在我们的程序中。serde 提供了一个很棒的方法,可以把 JSON 数据映射到 Rust 语言结构。使用方式和上一个例子相似,但是不需要使用 Enum 类型,而是分配一个原生的 Rust 数据结构。

serde 在反序列化时可以检查 JSON 数据类型并匹配,例子如下:

use serde::{Deserialize, Serialize};
#[derive(Serialize, Deserialize)]struct Paragraph {    name: String}
#[derive(Serialize, Deserialize)]struct Article {    article: String,    author: String,    paragraph: Vec<Paragraph>}
fn main() {    let json = r#"{  "article": "how to work with json in Rust",  "author": "tdep",  "paragraph": [    {      "name": "untyped"    },    {      "name": "strongly typed"    },    {      "name": "writing json"    }  ]}"#;    let parsed: Article = read_json_typed(json);
    println!("\n\n The name of the first paragraph is: {}", parsed.paragraph[0].name);}
fn read_json_typed(raw_json: &str) -> Article {    let parsed: Article = serde_json::from_str(raw_json).unwrap();    return parsed    }
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和第一个例子有三处不同:第一,是我们定义两个serde 的序列号/反序列化的结构;然后我读取 JSON 数据结构指定 Article 对象作为类型;第三,我们读取解析结构使用的不是 Emun 方式,而是 struct : parsed.paragraph[0].name 。

现在我们可以指定具体的类型和名称读 JSON 内容。

但如果我们提供的 JSON 数据和结构不匹配的话:

{  "article": "how to work with json in Rust",  "author": "tdep",  "paragraph": [    {      "name": 1    },    {      "name": "strongly typed"    },    {      "name": "writing json"    }  ]}
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我们把 JSON 中的第一个 name 字段改成数字,程序会出错:

thread 'main' panicked at 'called `Result::unwrap()` on an `Err` value: Error("invalid type: integer `1`, expected a string", line: 8, column: 15)', src/main.rs:44:58
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或者我们把“article” key 改成 “name” :

{  "name": "how to work with json in Rust",  "author": "tdep",  "paragraph": [    {      "name": "untyped"    },    {      "name": "strongly typed"    },    {      "name": "writing json"    }  ]}
复制代码

程序也会出错:

thread 'main' panicked at 'called `Result::unwrap()` on an `Err` value: Error("missing field `article`", line: 17, column: 1)', src/main.rs:44:58
复制代码

因为,Rust 无法检测 JSON 中的 article 字段。

这是一种更好的接收 JSON 数据的办法。

接下来让我们看下如何反过来操作:从 Rust 数据结构到 JSON 字符串。

写 JSON

我们将使用 serde_json::to_string() 函数将数据结构转换为 JSON 字符串,并使用 serde 的 Serialize使结构能够被序列化。 让我们看一个例子:

use serde::{Deserialize, Serialize};
#[derive(Serialize, Deserialize)]struct Paragraph {    name: String}
#[derive(Serialize, Deserialize)]struct Article {    article: String,    author: String,    paragraph: Vec<Paragraph>}
fn main() {    let article: Article = Article {     article: String::from("how to work with json in Rust"),     author: String::from("tdep"),     paragraph: vec![       Paragraph {        name: String::from("untyped")       },       Paragraph {        name: String::from("strongly typed")       },       Paragraph {        name: String::from("writing json")       }     ]    };
    let json = serde_json::to_string(&article).unwrap();
    println!("the JSON is: {}", json)}
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我们构建 Article,然后将其引用传递给 serde_json::to_string() 函数。 运行 cargo 项目的结果:

the JSON is: {"article":"how to work with json in Rust","author":"tdep","paragraph":[{"name":"untyped"},{"name":"strongly typed"},{"name":"writing json"}]}
复制代码

我们已经了解了如何在 Rust 中以快速、安全和高效的方式处理 JSON。 还值得一提的是,我们使用 serde_json::from_string 或 serde_json::to_string 完成的每个操作,也可以使用 serde_json::to_vecserde_json::to_writer 不同的是:to_vec 序列化 (或反序列化)到一个 vector,以及to_writer 到任何可写的输出(例如一个文件)。


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