Go语言中json操作的实现
作者：n8n
📊 一、JSON 与 Go 类型对应关系
理解 JSON 类型与 Go 类型的映射是处理 JSON 的基础：
| JSON 类型 | Go 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| 对象 (object) | struct, map[string]T | 键值对集合 |
| 数组 (array) | []T (切片), [n]T (数组) | 值的有序集合，通常使用切片更灵活 |
| 字符串 (string) | string | |
| 数字 (number) | int, float64 等 | 注意：JSON 中的数字默认解码为 float64 |
| 布尔 (boolean) | bool | |
| null | nil |
🛠️ 二、基本操作：编码与解码
Go 使用标准库 encoding/json 进行 JSON 处理。
编码 (序列化，Marshal)：使用 json.Marshal 将 Go 数据结构转换为 JSON 字节切片 ([]byte)。
package main
import (
"encoding/json"
"fmt"
)
type Person struct {
Name string `json:"name"` // 通过标签指定JSON字段名
Age int `json:"age"`
}
func main() {
p := Person{Name: "Alice", Age: 30}
jsonBytes, err := json.Marshal(p)
if err != nil {
panic(err)
}
fmt.Println(string(jsonBytes)) // 输出：{"name":"Alice","age":30}
}
解码 (反序列化，Unmarshal)：使用 json.Unmarshal 将 JSON 字节切片解析回 Go 数据结构。
jsonStr := `{"name":"Bob","age":25}`
var p2 Person
err = json.Unmarshal([]byte(jsonStr), &p2) // 注意传递指针
if err != nil {
panic(err)
}
fmt.Printf("%+v\n", p2) // 输出：{Name:Bob Age:25}
格式化输出：使用 json.MarshalIndent 生成带缩进的格式化 JSON，便于阅读。
jsonBytes, err := json.MarshalIndent(p, "", " ") // 前缀为空，缩进为两个空格
if err != nil {
panic(err)
}
fmt.Println(string(jsonBytes))
/* 输出：
{
"name": "Alice",
"age": 30
}
*/
🔧 三、结构体标签（Struct Tags）的运用
结构体标签是控制 JSON 序列化和反序列化行为的关键。
自定义字段名：使用 json:"field_name" 指定 JSON 字段名。
type Product struct {
ProductID int `json:"id"` // JSON中字段名为 "id"
Name string `json:"name"` // JSON中字段名为 "name"
}
忽略字段：
type User struct {
Name string `json:"name"`
Password string `json:"-"` // 序列化时忽略密码字段
}
type User struct {
Name string `json:"name"`
Email string `json:"email,omitempty"` // 如果Email为空，则序列化时不包含此字段
Age int `json:"age,omitempty"` // 如果Age为0，则序列化时不包含此字段
}
- 永久忽略：使用
json:"-"，该字段不会参与 JSON 序列化。 - 条件忽略（空值）：使用
omitempty，当字段为零值时（如空字符串、零值、nil指针等），序列化时省略该字段。
字符串形式的数字：有时需要将数字类型以字符串形式序列化，或从字符串形式的数字反序列化，可以使用 ,string 标签选项。
type MyData struct {
Num int `json:"num,string"` // 序列化为 {"num": "123"}, 从 {"num": "123"} 反序列化
}
注意：此标签仅适用于 int, float, bool 等类型与字符串形式的互转，且 JSON 中对应的值必须是带引号的字符串。
🧩 四、处理未知结构或动态 JSON
当你无法预知 JSON 的确切结构时，有两种主要方法：
使用 map[string]interface{}：适合快速访问，但需要类型断言，安全性较低。
jsonStr := `{"name":"Alice","age":30,"hobbies":["reading","traveling"]}`
var data map[string]interface{}
err := json.Unmarshal([]byte(jsonStr), &data)
if err != nil {
panic(err)
}
name := data["name"].(string) // 类型断言
age := data["age"].(float64) // JSON数字默认转为float64
hobbies := data["hobbies"].([]interface{})
fmt.Println(name, age, hobbies[0])
使用 json.RawMessage：延迟解析，允许你先处理已知部分，再按需解析未知部分，更灵活安全。
type Message struct {
Name string `json:"name"`
Extra json.RawMessage `json:"extra"` // 原始JSON字节，暂不解析
}
var msg Message
json.Unmarshal([]byte(jsonStr), &msg)
// 之后根据条件再解析 Extra 字段
⏰ 五、处理时间类型（time.Time）
time.Time 类型默认序列化为 RFC 3339 格式的字符串。你也可以为 time.Time 定义自定义的 Marshaler 和 Unmarshaler 接口实现，以适应特定的时间格式。
type Event struct {
Name string `json:"name"`
Timestamp time.Time `json:"timestamp"` // 默认格式：2006-01-02T15:04:05Z07:00
}
event := Event{Name: "Party", Timestamp: time.Now()}
jsonData, _ := json.Marshal(event)
fmt.Println(string(jsonData)) // {"name":"Party","timestamp":"2023-10-01T10:00:00Z"}
🚀 六、流式编码与解码
处理大型 JSON 数据或 IO 流（如 HTTP 请求体、文件）时，使用 json.Encoder 和 json.Decoder 可以提高内存效率。
流式编码（写入）
file, err := os.Create("output.json")
if err != nil {
panic(err)
}
defer file.Close()
encoder := json.NewEncoder(file)
encoder.SetIndent("", " ") // 设置缩进
err = encoder.Encode(data) // 将数据直接编码并写入文件
if err != nil {
panic(err)
}
流式解码（读取）
file, err := os.Open("large_data.json")
if err != nil {
panic(err)
}
defer file.Close()
decoder := json.NewDecoder(file)
for {
var item MyStruct
if err := decoder.Decode(&item); err == io.EOF {
break // 流结束
} else if err != nil {
panic(err)
}
// 处理每一个 item
fmt.Println(item)
}
🧠 七、自定义序列化与反序列化
通过实现 json.Marshaler 和 json.Unmarshaler 接口，你可以完全控制特定类型的编码和解码逻辑。
type Status int
const (
Unknown Status = iota
Active
Inactive
)
// 实现 MarshalJSON，将 Status 转换为字符串
func (s Status) MarshalJSON() ([]byte, error) {
var str string
switch s {
case Active:
str = "active"
case Inactive:
str = "inactive"
default:
str = "unknown"
}
return json.Marshal(str)
}
// 实现 UnmarshalJSON，将字符串转换回 Status
func (s *Status) UnmarshalJSON(data []byte) error {
var str string
if err := json.Unmarshal(data, &str); err != nil {
return err
}
switch str {
case "active":
*s = Active
case "inactive":
*s = Inactive
default:
*s = Unknown
}
return nil
}
⚡ 八、性能优化建议
- 避免使用 interface{}：尽可能使用明确类型的结构体，而不是 map[string]interface{}，这能减少反射开销并提高类型安全。
- 重用 json.Decoder：在循环中解码多个 JSON 对象时，复用 json.Decoder 实例。
- 预分配切片：如果你知道解码后数组的大致大小，预分配切片容量可以减少扩容带来的开销。
- **使用 json.RawMessage`` 延迟解析**：对于部分不需要立即处理的 JSON 数据，可以先存储为 json.RawMessage`，等到需要时再解析，从而减少不必要的解析开销。
💎 总结与建议
Go 语言的 encoding/json 库提供了强大而灵活的 JSON 处理能力。掌握从基础编码解码到高级技巧，能让你更自如地应对各种数据处理场景。记住，明确的结构体定义优于 map[string]interface{}，善用结构体标签能精细控制序列化行为，而 流式处理 则是处理大数据的利器。
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