为什么C++需要第三方JSON库？

C++标准库并未直接提供JSON解析功能，而JSON作为轻量级数据交换格式，广泛用于网络通信和配置文件存储。手动解析JSON字符串不仅效率低，还容易出错。因此，第三方库成为必选项。

目前主流选择有：
1. nlohmann/json（推荐）：语法简洁，支持现代C++特性
2. RapidJSON：高性能，但API较复杂
3. JsonCpp：老牌库，维护活跃度较低

库对比：nlohmann/json vs RapidJSON

| 特性 | nlohmann/json | RapidJSON |
|--------------------|---------------------|--------------------|
| 易用性 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ |
| 性能 | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| 内存占用 | 较高 | 极低 |
| C++标准兼容 | C++11及以上 | C++03及以上 |
| 典型用途 | 配置文件、快速开发 | 高频数据处理 |

快速入门nlohmann/json

安装方法

通过vcpkg或直接包含头文件：
bash

vcpkg安装

vcpkg install nlohmann-json
或下载单头文件版本：cpp

include "json.hpp" // 引入单个头文件

using json = nlohmann::json;

核心操作示例

1. 解析JSON字符串

cpp std::string jsonStr = R"({"name":"Alice","age":25})"; auto data = json::parse(jsonStr); std::cout << data["name"]; // 输出：Alice

2. 构建JSON对象

cpp
json employee;
employee["name"] = "Bob";
employee["skills"] = {"C++", "Python"};
employee["contact"]["email"] = "bob@example.com";

std::string output = employee.dump(2); // 缩进2空格格式化

3. 文件读写

cpp
// 从文件读取
std::ifstream in("config.json");
json config = json::parse(in);

// 写入文件
std::ofstream out("output.json");
out << config.dump(4); // 4空格缩进

RapidJSON高效处理方案

安装与基础使用

cpp

include "rapidjson/document.h"

include "rapidjson/writer.h"

const char* json = "{\"project\":\"RapidJSON\"}";
rapidjson::Document d;
d.Parse(json);

// 检查解析是否成功
if (d.HasParseError()) {
std::cerr << "JSON解析错误";
return;
}

// 访问数据
std::cout << d["project"].GetString();

性能优化技巧

1. 重用Document对象：避免重复创建
2. 使用原位解析：ParseInsitu直接修改输入字符串
3. 预分配内存：Document::SetObject()指定初始容量

常见问题解决方案

1. 处理UTF-8编码

cpp
// nlohmann/json自动支持UTF-8
json j = "中文测试";
std::string utf8Str = j.dump();

// RapidJSON需显式指定
document.Parse(jsonStr);

2. 自定义类型转换

cpp // 为自定义类型添加序列化支持 struct Point { int x, y; }; void to_json(json& j, const Point& p) { j = {{"x", p.x}, {"y", p.y}}; }

实际应用场景

案例：配置文件管理

cpp
class ConfigManager {
public:
ConfigManager(const std::string& path) {
std::ifstream f(path);
config = json::parse(f);
}

template<typename T>
T get(const std::string& key) {
    return config[key].get<T>();
}

private:
nlohmann::json config;
};

总结建议

• 新手首选nlohmann/json：其STL风格的API显著降低学习成本
• 追求性能选择RapidJSON：适合处理MB级以上的JSON数据
• 避免重复造轮子：优先使用成熟的库而非手动解析

通过合理选择工具，C++处理JSON可以像Python等脚本语言一样高效便捷。