C/C++ json库

一、介绍

1.1 json 介绍

• 官网：http://www.json.org/json-zh.html
• JSON是什么？如何正确理解？

二、C/C++ json 库选型

2.1 选型范围

• 资料
  • 官网：http://www.json.org/json-zh.html
  • 开源库比较：https://github.com/miloyip/nativejson-benchmark
  • C++中json库的选择
  • C/C++ 开源 JSON 程序库性能及标准符合程度评测
• 开源库
  • Rapidjson、Rapidjson_FullPrec、Rapidjson_AutoUTF
  • nlohmann / json
  • jsoncpp
• 结论：
  • 注重最佳性能，选 Rapidjson (cereal序列化库使用)
  • 注重易用性，选 jsoncpp （ros 使用）、nlohmann / json

2.2 jsoncpp

• 精度控制：precision
  • 15,16,17：原值会变
  • 0-14：原值不变的情况下，四舍五入

2.2.2 jsoncpp 编译和交叉编译

• jsoncpp 的编译和交叉编译

• 编译

  mkdir build; cd build
  cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
  -DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
  -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=`pwd`/result \
  -DJSONCPP_WITH_TESTS=OFF \ ..
  make install -j4
  

• 交叉编译

  mkdir build; cd build
  cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
  -DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
  -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=`pwd`/result \
  -DJSONCPP_WITH_TESTS=OFF \ ..
  -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=toolchain.cmake \ ..
  make install -j4# toolchain.cmake 定义交叉编译环境变量
  SET(CMAKE_SYSROOT "/opt/fslc-x11/2.4.4/sysroots/armv7at2hf-neon-fslc-linux-gnueabi")
  set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
  set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)
  set(TOOLS /opt/fslc-x11/2.4.4/sysroots/x86_64-fslcsdk-linux/usr/bin/arm-fslc-linux-gnueabi)
  set(CMAKE_C_COMPILER "${TOOLS}/arm-fslc-linux-gnueabi-gcc")
  set(CMAKE_CXX_COMPILER "${TOOLS}/arm-fslc-linux-gnueabi-g++")
  set(CMAKE_AR "${TOOLS}/arm-fslc-linux-gnueabi-ar")
  

• include/json

• lib/cmake/xxx.cmake

• lib/pkgconfig/jsoncpp.pc

• pkgconfig

  mayue@PC-MAYUE:/mnt/d/hik/opensource/jsoncpp-1.9.5/build/result/lib$ cat pkgconfig/jsoncpp.pc
  prefix=/mnt/d/hik/opensource/jsoncpp-1.9.5/build/result
  exec_prefix=/mnt/d/hik/opensource/jsoncpp-1.9.5/build/result
  libdir=${exec_prefix}/lib
  includedir=${prefix}/includeName: jsoncpp
  Description: A C++ library for interacting with JSON
  Version: 1.9.5
  URL: https://github.com/open-source-parsers/jsoncpp
  Libs: -L${libdir} -ljsoncpp
  Cflags: -I${includedir}
  

指定连接静态库

g++ jsoncpp-test.cpp -I./include -L ./lib -l:libjsoncpp.a

2.3 rapidjson

• http://rapidjson.org/

2.4 nlohmann/json

• https://github.com/nlohmann/json
• nlohmann入门使用总结

2.5 sonic-cpp

• 当前仅支持amd64
• 开源 C++ JSON 库 sonic-cpp解析性能为 rapidjson 的 2.5 倍
• 性能提升 2.5 倍！字节开源高性能 C++ JSON 库 sonic-cpp

五、常见问题

5.1 jsoncpp 中关于浮点数的控制和中文显示问题

• jsoncpp 中关于浮点数的控制和中文显示问题

5.2 jsoncpp序列化double类型时精度损失问题的解决办法

• jsoncpp序列化double类型时精度损失问题的解决办法

解决办法1：此法不需要改源码，使用StreamWriterBuilder进行序列化

#include <json/json.h>
#include <json/writer.h>
#include <iostream>
#include <string>void test_precision(int precision)
{Json::Value root;root["pi"] = 3.1415926;root["count"] = 43.32558674566;Json::StreamWriterBuilder builder;//设置精度 注意这个默认设置的是数字总长度 //如果想设置小数点后的位数需设置precisionType为decimalbuilder.settings_["precision"] = precision;//设置精度类型 只可设置2种字符串 significant精度位数为数字总长度（jsoncpp默认为此类型） decimal精度位数为小数点后的长度builder.settings_["precisionType"] = "decimal";// 设置输出为紧凑格式，不带换行和空格builder["commentStyle"] = "None";   // 防止输出注释，默认就是nonebuilder["indentation"] = "";        // 空字符串表示不缩进std::unique_ptr<Json::StreamWriter> writer(builder.newStreamWriter());std::ostringstream oss;writer->write(root, &oss);std::string jsonText = oss.str();// 输出 JSON 字符串std::cout << "specified precision: " << precision << ", content:" << jsonText << std::endl;
}int main() {for(int i=17; i>=0; i--){test_precision(i);}return 0;
}

specified precision: 17, content:{"count":43.32558674565999723,"pi":3.14159260000000007}
specified precision: 16, content:{"count":43.3255867456599972,"pi":3.1415926000000001}
specified precision: 15, content:{"count":43.325586745659997,"pi":3.1415926}
specified precision: 14, content:{"count":43.32558674566,"pi":3.1415926}
specified precision: 13, content:{"count":43.32558674566,"pi":3.1415926}
specified precision: 12, content:{"count":43.32558674566,"pi":3.1415926}
specified precision: 11, content:{"count":43.32558674566,"pi":3.1415926}
specified precision: 10, content:{"count":43.3255867457,"pi":3.1415926}
specified precision: 9, content:{"count":43.325586746,"pi":3.1415926}
specified precision: 8, content:{"count":43.32558675,"pi":3.1415926}
specified precision: 7, content:{"count":43.3255867,"pi":3.1415926}
specified precision: 6, content:{"count":43.325587,"pi":3.141593}
specified precision: 5, content:{"count":43.32559,"pi":3.14159}
specified precision: 4, content:{"count":43.3256,"pi":3.1416}
specified precision: 3, content:{"count":43.326,"pi":3.142}
specified precision: 2, content:{"count":43.33,"pi":3.14}
specified precision: 1, content:{"count":43.3,"pi":3.1}
specified precision: 0, content:{"count":43,"pi":3}

• 精度控制：precision

  • 15,16,17：原值会变、四舍五入
  • 0-14：原值不变的情况下，四舍五入

• 特别注意：精度设置一定要大于你需求的精度位数，比如需要三位可以设置4位或5位，因为最后一位可能会不准（做了四舍五入）

不足之处：
StreamWriterBuilder序列化的字符串是可读形式的，就像上面的输出，是有换行和缩进的（转换效率会比FastWrite低），我的服务端代码里其实不需要转换json为可读的，更需要的是效率，所以还有下面一种方法改FasetWrite源码

解决办法2：此法需要改源码，使用FastWriter进行序列化

• 注意：需升级jsoncpp到最新版本1.9.5版本

• 修改源码（writer.h）：FastWriter类新增2个成员变量（precision_和precisionType_）和成员函数(set_precision和set_precisionType)

  #if defined(_MSC_VER)
  #pragma warning(push)
  #pragma warning(disable : 4996) // Deriving from deprecated class
  #endif
  class JSON_API FastWriter: public Writer {
  public:FastWriter();~FastWriter() override = default;void enableYAMLCompatibility();/** \brief Drop the "null" string from the writer's output for nullValues.* Strictly speaking, this is not valid JSON. But when the output is being* fed to a browser's JavaScript, it makes for smaller output and the* browser can handle the output just fine.*/void dropNullPlaceholders();void omitEndingLineFeed();public: // overridden from WriterString write(const Value& root) override;//设置精度位数void set_precision(unsigned int precision) { precision_ = (precision > 17)?17:precision; };//设置精度类型 默认为数字总长//入参：isDecimal true表示类型为小数点后长度 false表示类型为数字总长void set_precisionType(bool isDecimal) { isDecimal ? (precisionType_ = PrecisionType::decimalPlaces) : (precisionType_ = PrecisionType::significantDigits); };private:void writeValue(const Value& value);String document_;bool yamlCompatibilityEnabled_{false};bool dropNullPlaceholders_{false};bool omitEndingLineFeed_{false};int precision_{ 17 };//精度位数 默认17位PrecisionType precisionType_{ PrecisionType::significantDigits };//精度类型 默认为数字总长
  };
  #if defined(_MSC_VER)
  #pragma warning(pop)
  #endif
  

• 修改源码（json_writer.cpp）：只修改了1行代码，FastWriter::writeValue函数中case realValue的处理中调用的valueToString新增了2个参数传递（源码中没有传递用的函数默认值，现在传了并且可以通过新增的2个成员函数进行设置）

  void FastWriter::writeValue(const Value& value) {switch (value.type()) {case nullValue:if (!dropNullPlaceholders_)document_ += "null";break;case intValue:document_ += valueToString(value.asLargestInt());break;case uintValue:document_ += valueToString(value.asLargestUInt());break;case realValue://这里原先是document_ += valueToString(value.asDouble());//因为后2个参数没传，所以用的函数默认值即精度位数=17，精度类型=PrecisionType::significantDigits//修改后 现在会传这2个参数，具体值可以通过新增加的2个成员函数设置document_ += valueToString(value.asDouble(), precision_, precisionType_);break;case stringValue: {// Is NULL possible for value.string_? No.char const* str;char const* end;bool ok = value.getString(&str, &end);if (ok)document_ += valueToQuotedStringN(str, static_cast<size_t>(end - str));break;}case booleanValue:document_ += valueToString(value.asBool());break;case arrayValue: {document_ += '[';ArrayIndex size = value.size();for (ArrayIndex index = 0; index < size; ++index) {if (index > 0)document_ += ',';writeValue(value[index]);}document_ += ']';} break;case objectValue: {Value::Members members(value.getMemberNames());document_ += '{';for (auto it = members.begin(); it != members.end(); ++it) {const String& name = *it;if (it != members.begin())document_ += ',';document_ += valueToQuotedStringN(name.data(), name.length());document_ += yamlCompatibilityEnabled_ ? ": " : ":";writeValue(value[name]);}document_ += '}';} break;}
  }
  

• 需要重新编译库，然后demo验证，使用的代码：

  #include <json/json.h>
  #include <json/writer.h>
  #include <iostream>
  #include <string>void test_precision(int precision)
  {Json::Value obj;Json::FastWriter write;write.set_precision(precision);write.set_precisionType(true);obj["d"] = 2.1;obj["d2"] = 9.111;obj["d3"] = 9.123456789;auto rtn = write.write(obj);std::cout << "specified precision: " << precision << ", rtn:" << rtn << std::endl;
  }int main() {for(int i=17; i>=0; i--){test_precision(i);}return 0;
  }
  

  specified precision: 17, rtn:{"d":2.10000000000000009,"d2":9.11100000000000065,"d3":9.12345678900000046}specified precision: 16, rtn:{"d":2.1000000000000001,"d2":9.1110000000000007,"d3":9.1234567890000005}specified precision: 15, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111000000000001,"d3":9.123456789}specified precision: 14, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}specified precision: 13, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}specified precision: 12, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}specified precision: 11, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}specified precision: 10, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}specified precision: 9, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123456789}specified precision: 8, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.12345679}specified precision: 7, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.1234568}specified precision: 6, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123457}specified precision: 5, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.12346}specified precision: 4, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.1235}specified precision: 3, rtn:{"d":2.1,"d2":9.111,"d3":9.123}specified precision: 2, rtn:{"d":2.1,"d2":9.11,"d3":9.12}specified precision: 1, rtn:{"d":2.1,"d2":9.1,"d3":9.1}specified precision: 0, rtn:{"d":2,"d2":9,"d3":9}

C++ json序列化库有哪些，哪个性能最好

C++中有多种JSON序列化库可供选择，包括但不限于以下几种：

1. Rapidjson：这是一个非常流行的C++ JSON库，以其高性能著称，由腾讯团队开发 。

2. nlohmann/json：这是一个现代的、基于C++11的JSON库，以其易用性和直观的接口而受到许多C++程序员的青睐 。

3. sonic-cpp：由字节跳动STE团队和服务框架团队共同研发的高效JSON库，它利用CPU硬件特性和向量化编程，大幅提高了序列化和反序列化的性能。据报道，其解析性能是rapidjson的2.5倍 。

4. JsonCpp：这是一个成熟的库，提供了丰富的功能来处理JSON数据。

5. simdjson：这是一个使用SIMD指令集来加速解析的库，它提供了快速的解析性能，但不支持修改解析后的JSON结构 。

6. yyjson：这是一个追求解析性能的库，使用链表结构，但在查找数据时性能较差 。

在这些库中，sonic-cpp 被报道为性能最好的库，它不仅提供了高效的解析性能，还解决了其他一些库的缺点，如simdjson和yyjson的问题，并支持高效的增删改查操作 。此外，sonic-cpp已经在字节跳动的多个核心业务中大规模使用，并通过了工程化的考验 。

如果您对性能有极高的要求，sonic-cpp可能是一个不错的选择。然而，选择哪个库还应考虑其他因素，如易用性、社区支持、库的活跃度和维护情况。