Swift 4-----JSON 解析的原生支持

作者: Fosen波波 | 来源:发表于2017-07-19 15:39 被阅读236次
    Apple 在 Swift 4 的 Foundation 的模块中添加了对 JSON 解析的原生支持。
    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 i
        case s
        case k
        // ...
    }
     
    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。

    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。
    
    
    #####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。

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