iOS开发之Swift 4 JSON 解析指南

mac2024-12-04  24

Apple 终于在 Swift 4 的 Foundation 的模块中添加了对 JSON 解析的原生支持。

虽然已经有很多第三方类库实现了 JSON 解析,但是能够看到这样一个功能强大、易于使用的官方实现还是不免有些兴奋。

值得注意的是,官方的实现方式适用于任何 Encoder/Decoder ,例如 PropertyListEncoder 。当然如果你需要 XML 格式的内容,可以进行自定义实现。在接下来的内容中,我们将专注于 JSON 格式的解析,因为这是 iOS 开发中最常见的数据格式。

基础

如果你的 JSON 数据结构和你使用的 Model 对象结构一致的话,那么解析过程将会非常简单。

下面是一个 JSON 格式的啤酒说明:

            {      "name" :  "Endeavor" ,      "abv" : 8.9,      "brewery" :  "Saint Arnold" ,      "style" :  "ipa" }

对应的 Swift 数据结构如下:

                        enum BeerStyle : String {      case  ipa      case  stout      case  kolsch      // ... }   struct Beer {      let name: String      let brewery: String      let style: BeerStyle }

为了将 JSON 字符串转化为 Beer 类型的实例,我们需要将 Beer 类型标记为 Codable。

Codable 实际上是 Encodable & Decodable 两个协议的组合类型,所以如果你只需要单向转换的话,你可以只选用其中一个。该功能也是 Swift 4 中引入的最重要新特性之一。

Codable 带有默认实现,所以在大多数情形下,你可以直接使用该默认实现进行数据转换。

              enum BeerStyle : String, Codable {     // ... }   struct Beer : Codable {     // ... }

下面只需要创建一个解码器:

      let jsonData = jsonString.data(encoding: .utf8)! let decoder = JSONDecoder() let beer =  try ! decoder.decode(Beer.self,  for : jsonData)

这样我们就将 JSON 数据成功解析为了 Beer 实例对象。因为 JSON 数据的 Key 与 Beer 中的属性名一致,所以这里不需要进行自定义操作。

需要注意的是,这里直接使用了 try! 操作。因为这里只是简单示例,所以在真实程序中你应该对错误进行捕获并作出对应的处理。

但是,现实中不可能一直都是完美情形,很大几率存在 Key 值与属性名不匹配的情形。

自定义键值名

通常情形下,API 接口设计时会采用 snake-case 的命名风格,但是这与 Swift 中的编程风格有着明显的差异。

为了实现自定义解析,我们需要先去看下 Codable 的默认实现机制。

默认情形下 Keys 是由编译器自动生成的枚举类型。该枚举遵守 CodingKey 协议并建立了属性和编码后格式之间的关系。

为了解决上面的风格差异需要对其进行自定义,实现代码:

                  struct Beer : Codable {        // ...        enum CodingKeys : String, CodingKey {            case  name            case  abv =  "alcohol_by_volume"            case  brewery =  "brewery_name"            case  style      } }

现在我们将 Beer 实例转化为 JSON ,看看自定义之后的 JSON 数据格式:

      let encoder = JSONEncoder() let data =  try ! encoder.encode(beer) print(String(data: data, encoding: .utf8)!)

输出如下:

  { "style" : "ipa" , "name" : "Endeavor" , "alcohol_by_volume" :8.8999996185302734, "brewery_name" : "Saint Arnold" }

上面的输出格式对阅读起来并不是太友好。不过我们可以设置 JSONEncoder 的 outputFormatting属性来定义输出格式。

默认 outputFormatting 属性值为 .compact,输出效果如上。如果将其改为.prettyPrinted 后就能获得更好的阅读体检。

  encoder.outputFormatting = .prettyPrinted

效果如下:

            {    "style"  :  "ipa" ,    "name"  :  "Endeavor" ,    "alcohol_by_volume"  : 8.8999996185302734,    "brewery_name"  :  "Saint Arnold" }

JSONEncoder 和 JSONDecoder 其实还有很多选项可以自定义设置。其中有一个常用的需求就是自定义时间格式的解析。

时间格式处理

JSON 没有数据类型表示日期格式,因此需要客户端和服务端对序列化进行约定。通常情形下都会使用 ISO 8601 日期格式并序列化为字符串。

提示:nsdateformatter.com 是一个非常有用的网站,你可以查看各种日期格式的字符串表示,包括 ISO 8601。

其他格式可能是参考日期起的总秒(或毫秒)数,并将其序列化为 JSON 格式中的数字类型。

之前,我们必须自己处理这个问题。在数据结构中使用属性接收该字符串格式日期,然后使用 DateFormatter 将该属性转化为日期,反之亦然。

不过 JSONEncoder 和 JSONDecoder 自带了该功能。默认情况下,它们使用 .deferToDate 处理日期,如下:

                  struct Foo : Encodable {      let date: Date }   let foo = Foo(date: Date()) try ! encoder.encode(foo) {    "date"  : 519751611.12542897 }

当然,我们也可以选用 .iso8601 格式:

        encoder.dateEncodingStrategy = .iso8601 {    "date"  :  "2017-06-21T15:29:32Z" }

其他日期编码格式选择如下:

.formatted(DateFormatter) - 当你的日期字符串是非标准格式时使用。需要提供你自己的日期格式化器实例。

.custom((Date, Encoder) throws -> Void ) - 当你需要真正意义上的自定义时,使用一个闭包进行实现。

.millisecondsSince1970、 .secondsSince1970 - 这在 API 设计中不是很常见。 由于时区信息完全不在编码表示中,所以不建议使用这样的格式,这使得人们更容易做出错误的假设。

对日期进行 Decoding 时基本上是相同的选项,但是 .custom 形式是 .custom((Decoder) throws -> Date ),所以我们给了一个解码器并将任意类型转换为日期格式。

浮点类型处理

浮点是 JSON 与 Swift 另一个存在不匹配情形的类型。如果服务器返回的事无效的 "NaN" 字符串会发生什么?无穷大或者无穷大?这些不会映射到 Swift 中的任何特定值。

默认的实现是 .throw,这意味着如果上述数值出现的话就会引发错误,不过对此我们可以自定义映射。

                                    {     "a" :  "NaN" ,     "b" :  "+Infinity" ,     "c" :  "-Infinity" } struct Numbers {    let a: Float    let b: Float    let c: Float } decoder.nonConformingFloatDecodingStrategy =    .convertFromString(        positiveInfinity:  "+Infinity" ,        negativeInfinity:  "-Infinity" ,        nan:  "NaN" )   let numbers =  try ! decoder.decode(Numbers.elf, from: jsonData) dump(numbers)

上述处理后:

        __lldb_expr_71.Numbers    - a: inf    - b: -inf    - c: nan

当然,我们也可以使用 JSONEncoder 的 nonConformingFloatEncodingStrategy 进行反向操作。

虽然大多数情形下上述处理不太可能出现,但是以防万一也不给过。

Data 处理

有时候服务端 API 返回的数据是 base64 编码过的字符串。

对此,我们可以在 JSONEncoder 使用以下策略:

.base64

.custom((Data, Encoder) throws -> Void)

反之,编码时可以使用:

.base64

.custom((Decoder) throws -> Data)

显然,.base64 时最常见的选项,但如果需要自定义的话可以采用 block 方式。

Wrapper Keys

通常 API 会对数据进行封装,这样顶级的 JSON 实体 始终是一个对象。

例如:

      {    "beers" : [ {...} ] }

在 Swift 中我们可以进行对应处理:

      struct BeerList : Codable {      let beers: [Beer] }

因为键值与属性名一致,所有上面代码已经足够了。

Root Level Arrays

如果 API 作为根元素返回数组,对应解析如下所示:

    let decoder = JSONDecoder() let beers =  try  decoder.decode([Beer].self, from: data)

需要注意的是,我们在这里使用 Array 作为类型。只要 T 可解码,Array 就可解码。

Dealing with Object Wrapping Keys

另一个常见的场景是,返回的数组对象里的每一个元素都被包装为字典类型对象。

                      [    {      "beer"  : {        "id" :  "uuid12459078214" ,        "name" :  "Endeavor" ,        "abv" : 8.9,        "brewery" :  "Saint Arnold" ,        "style" :  "ipa"      }    } ]

你可以使用上面的方法来捕获此 Key 值,但最简单的方式就是认识到该结构的可编码的实现形式。

如下:

  [[String:Beer]]

或者更易于阅读的形式:

  Array

与上面的 Array 类似,如果 K 和 T 是可解码 Dictionary就能解码。

                        let decoder = JSONDecoder() let beers =  try  decoder.decode([[String:Beer]].self, from: data) dump(beers)   1 element    ? 1 key/value pair      ? (2 elements)        - key:  "beer"        ? value: __lldb_expr_37.Beer          - name:  "Endeavor"          - brewery:  "Saint Arnold"          - abv: 8.89999962          - style: __lldb_expr_37.BeerStyle.ipa

更复杂的嵌套

有时候 API 的响应数据并不是那么简单。顶层元素不一定只是一个对象,而且通常情况下是多个字典结构。

例如:

                                    {      "meta" : {          "page" : 1,          "total_pages" : 4,          "per_page" : 10,          "total_records" : 38      },      "breweries" : [          {              "id" : 1234,              "name" :  "Saint Arnold"          },          {              "id" : 52892,              "name" :  "Buffalo Bayou"          }      ] }

在 Swift 中我们可以进行对应的嵌套定义处理:

                                        struct PagedBreweries : Codable {      struct Meta : Codable {          let page: Int          let totalPages: Int          let perPage: Int          let totalRecords: Int          enum CodingKeys : String, CodingKey {              case  page              case  totalPages =  "total_pages"              case  perPage =  "per_page"              case  totalRecords =  "total_records"          }      }        struct Brewery : Codable {          let id: Int          let name: String      }        let meta: Meta      let breweries: [Brewery] }

该方法的最大优点就是对同一类型的对象做出不同的响应(可能在这种情况下,“brewery” 列表响应中只需要 id 和 name 属性,但是如果查看详细内容的话则需要更多属性内容)。因为该情形下 Brewery 类型是嵌套的,我们依旧可以在其他地方进行不同的 Brewery 类型实现。

结论

Swift 4 中基础 Codable API 的内容已经介绍差不多了。更多的内容可以查看 Codable.swift、Using JSON with Custom Types 。

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