[HandyJSON] 在Swift语言中处理JSON - 转换

背景

JSON是移动端开发常用的应用层数据交换协议。最常见的场景便是，客户端向服务端发起网络请求，服务端返回JSON文本，然后客户端解析这个JSON文本，再把对应数据展现到页面上。

但在编程的时候，处理JSON是一件麻烦事。在不引入任何轮子的情况下，我们通常需要先把JSON转为Dictionary，然后还要记住每个数据对应的Key，用这个Key在Dictionary中取出对应的Value来使用。这个过程我们会犯各种错误：

• Key拼写错了；
• 路径写错了；
• 类型搞错了；
• 没拿到值懵逼了；
• 某一天和服务端约定的某个字段变更了，没能更新所有用到它的地方；
• ...

为了解决这些问题，很多处理JSON的开源库应运而生。在Swift中，这些开源库主要朝着两个方向努力：

1. 保持JSON语义，直接解析JSON，但通过封装使调用方式更优雅、更安全；
2. 预定义Model类，将JSON反序列化为类实例，再使用这些实例；

对于1，使用最广、评价最好的库非 SwiftyJSON 莫属，它很能代表这个方向的核心。它本质上仍然是根据JSON结构去取值，使用起来顺手、清晰。但也正因如此，这种做法没能妥善解决上述的几个问题，因为Key、路径、类型仍然需要开发者去指定；

对于2，我个人觉得这是更合理的方式。由于Model类的存在，JSON的解析和使用都受到了定义的约束，只要客户端和服务端约定好了这个Model类，客户端定义后，在业务中使用数据时就可以享受到语法检查、属性预览、属性补全等好处，而且一旦数据定义变更，编译器会强制所有用到的地方都改过来才能编译通过，非常安全。这个方向上，开源库们做的工作，主要就是把JSON文本反序列化到Model类上了。这一类JSON库有 ObjectMapper、JSONNeverDie、以及我开发的 HandyJSON 哈哈。

为什么用HandyJSON

在Swift中把JSON反序列化到Model类，在HandyJSON出现以前，主要使用两种方式：

1. 让Model类继承自NSObject，然后class_copyPropertyList()方法获取属性名作为Key，从JSON中取得Value，再通过Objective-C runtime支持的KVC机制为类属性赋值；如JSONNeverDie；

2. 支持纯Swift类，但要求开发者实现Mapping函数，使用重载的运算符进行赋值，如ObjectMapper；

这两者都有显而易见的缺点。前者要求Model继承自NSObject，非常不优雅，且直接否定了用struct来定义Model的方式；后者的Mapping函数要求开发者自定义，在其中指明每个属性对应的JSON字段名，代码侵入大，且仍然容易发生拼写错误、维护困难等问题。

而HandyJSON另辟蹊径，采用Swift反射+内存赋值的方式来构造Model实例，规避了上述两个方案遇到的问题，保持原汁原味的Swift类定义。贴一段很能展示这个特点的代码：

// 假设这是服务端返回的统一定义的response格式
class BaseResponse<T: HandyJSON>: HandyJSON {
    var code: Int? // 服务端返回码
    var data: T? // 具体的data的格式和业务相关，故用泛型定义

    public required init() {}
}

// 假设这是某一个业务具体的数据格式定义
struct SampleData: HandyJSON {
    var id: Int?
}

let sample = SampleData(id: 2)
let resp = BaseResponse<SampleData>()
resp.code = 200
resp.data = sample

let jsonString = resp.toJSONString()! // 从对象实例转换到JSON字符串
print(jsonString) // print: {"code":200,"data":{"id":2}}

if let mappedObject = JSONDeserializer<BaseResponse<SampleData>>.deserializeFrom(json: jsonString) { // 从字符串转换为对象实例
    print(mappedObject.data?.id)
}

如果是继承NSObject类的话，Model定义是没法用泛型的。

把JSON转换为Model

简单类型

某个Model类想支持通过HandyJSON来反序列化，只需要在定义时，实现HandyJSON协议，这个协议只要求实现一个空的init()函数。

class BasicTypes: HandyJSON {
    var int: Int = 2
    var doubleOptional: Double?
    var stringImplicitlyUnwrapped: String!

    required init() {}
}

然后假设我们从服务端拿到这样一个JSON文本：

let jsonString = "{\"doubleOptional\":1.1,\"stringImplicitlyUnwrapped\":\"hello\",\"int\":1}"

引入HandyJSON以后，我们就可以这样来做反序列化了：

if let object = JSONDeserializer<BasicTypes>.deserializeFrom(json: jsonString) {
    // …
}

简单吧~

支持Struct

如果Model的定义是struct，由于Swift中struct提供了默认构造函数，所以就不需要再实现空的init()函数了。但需要注意，如果你为strcut指定了别的构造函数，那么就需要保留一个空的实现。

struct BasicTypes: HandyJSON {
    var int: Int = 2
    var doubleOptional: Double?
    var stringImplicitlyUnwrapped: String!
}

let jsonString = "{\"doubleOptional\":1.1,\"stringImplicitlyUnwrapped\":\"hello\",\"int\":1}"
if let object = JSONDeserializer<BasicTypes>.deserializeFrom(json: jsonString) {
    // …
}

支持枚举

支持值类型的enum，只需要声明服从HandyJSONEnum协议。不再需要其他特殊处理了。

enum AnimalType: String, HandyJSONEnum {
    case Cat = "cat"
    case Dog = "dog"
    case Bird = "bird"
}

struct Animal: HandyJSON {
    var name: String?
    var type: AnimalType?
}

let jsonString = "{\"type\":\"cat\",\"name\":\"Tom\"}"
if let animal = JSONDeserializer<Animal>.deserializeFrom(json: jsonString) {
    print(animal.type?.rawValue)
}

较复杂的类型，如可选、隐式解包可选、集合等

HandyJSON支持这些非基础类型，包括嵌套结构。

class BasicTypes: HandyJSON {
    var bool: Bool = true
    var intOptional: Int?
    var doubleImplicitlyUnwrapped: Double!
    var anyObjectOptional: Any?

    var arrayInt: Array<Int> = []
    var arrayStringOptional: Array<String>?
    var setInt: Set<Int>?
    var dictAnyObject: Dictionary<String, Any> = [:]

    var nsNumber = 2
    var nsString: NSString?

    required init() {}
}

let object = BasicTypes()
object.intOptional = 1
object.doubleImplicitlyUnwrapped = 1.1
object.anyObjectOptional = "StringValue"
object.arrayInt = [1, 2]
object.arrayStringOptional = ["a", "b"]
object.setInt = [1, 2]
object.dictAnyObject = ["key1": 1, "key2": "stringValue"]
object.nsNumber = 2
object.nsString = "nsStringValue"

let jsonString = object.toJSONString()!

if let object = JSONDeserializer<BasicTypes>.deserializeFrom(json: jsonString) {
    // ...
}

指定解析路径

HandyJSON支持指定从哪个具体路径开始解析，反序列化到Model。

class Cat: HandyJSON {
    var id: Int64!
    var name: String!

    required init() {}
}

let jsonString = "{\"code\":200,\"msg\":\"success\",\"data\":{\"cat\":{\"id\":12345,\"name\":\"Kitty\"}}}"

if let cat = JSONDeserializer<Cat>.deserializeFrom(json: jsonString, designatedPath: "data.cat") {
    print(cat.name)
}

有继承关系的Model类

如果某个Model类继承自另一个Model类，只需要这个父Model类实现HandyJSON协议就可以：

class Animal: HandyJSON {
    var id: Int?
    var color: String?

    required init() {}
}


class Cat: Animal {
    var name: String?

    required init() {}
}

let jsonString = "{\"id\":12345,\"color\":\"black\",\"name\":\"cat\"}"

if let cat = JSONDeserializer<Cat>.deserializeFrom(json: jsonString) {
    print(cat)
}

自定义解析方式

HandyJSON支持自定义映射关系，或者自定义解析过程。你需要实现一个可选的mapping函数，在里边实现NSString值(HandyJSON会把对应的JSON字段转换为NSString)转换为你需要的字段类型。

所以无法直接支持的类型，都可以用这个方式支持。

class Cat: HandyJSON {
    var id: Int64!
    var name: String!
    var parent: (String, String)?

    required init() {}

    func mapping(mapper: HelpingMapper) {
        // specify 'cat_id' field in json map to 'id' property in object
        mapper <<<
            self.id <-- "cat_id"

        // specify 'parent' field in json parse as following to 'parent' property in object
        mapper <<<
            self.parent <-- TransformOf<(String, String), String>(fromJSON: { (rawString) -> (String, String)? in
                if let parentNames = rawString?.characters.split(separator: "/").map(String.init) {
                    return (parentNames[0], parentNames[1])
                }
                return nil
            }, toJSON: { (tuple) -> String? in
                if let _tuple = tuple {
                    return "\(_tuple.0)/\(_tuple.1)"
                }
                return nil
            })
    }
}

let jsonString = "{\"cat_id\":12345,\"name\":\"Kitty\",\"parent\":\"Tom/Lily\"}"

if let cat = JSONDeserializer<Cat>.deserializeFrom(json: jsonString) {
    print(cat.id)
    print(cat.parent)
}

排除指定属性

如果在Model中存在因为某些原因不能实现HandyJSON协议的非基本字段，或者不能实现HandyJSONEnum协议的枚举字段，又或者说不希望反序列化影响某个字段，可以在mapping函数中将它排除。如果不这么做，可能会出现未定义的行为。

class NotHandyJSONType {
    var dummy: String?
}

class Cat: HandyJSON {
    var id: Int64!
    var name: String!
    var notHandyJSONTypeProperty: NotHandyJSONType?
    var basicTypeButNotWantedProperty: String?

    required init() {}

    func mapping(mapper: HelpingMapper) {
        mapper >>> self.notHandyJSONTypeProperty
        mapper >>> self.basicTypeButNotWantedProperty
    }
}

let jsonString = "{\"name\":\"cat\",\"id\":\"12345\"}"

if let cat = JSONDeserializer<Cat>.deserializeFrom(json: jsonString) {
    print(cat)
}

把Model转换为JSON文本

HandyJSON还支持对象到字典、到JSON字符串的序列化功能。

基本类型

现在，序列化也要求Model声明服从HandyJSON协议。

class BasicTypes: HandyJSON {
    var int: Int = 2
    var doubleOptional: Double?
    var stringImplicitlyUnwrapped: String!

    required init() {}
}

let object = BasicTypes()
object.int = 1
object.doubleOptional = 1.1
object.stringImplicitlyUnwrapped = “hello"

print(object.toJSON()!) // 序列化到字典
print(object.toJSONString()!) // 序列化到JSON字符串
print(object.toJSONString(prettyPrint: true)!) // 序列化为格式化后的JSON字符串

自定义映射和排除

和反序列化一样，只要定义mapping和exclude就可以了。被排除的属性，序列化和反序列化都不再影响到它。而在mapping中定义的Transformer，同时定义了序列化和反序列的规则，所以只要为属性指明一个Transformer关系就可以了。

总结

有了HandyJSON的支持，现在我们可以开心地在Swift中使用JSON了。这个库还在更新中，已经支持了Swift 2.2+， Swift 3.0+。如果大家有什么需求或者建议，快去 https://github.com/alibaba/handyjson 给作者(哈哈没错就是我)提issue吧~~