[C++知识库]json C++开源库：JSON for Modern C++的几个小问题

JSON for Modern C++是nlohmann在GitHub上开源的读写json文件的C++库，使用者仅需包含一个json.hpp文件即可。

开源地址为：GitHub - nlohmann/json: JSON for Modern C++

使用起来比较简单的了，首先从GitHub上将源码下载到本地，使用CMake编译源码（确保勾选了JSON_BuildTests）

在编译工程中找到unit-readme.cpp、unit-serialization.cpp、unit-deserialization.cpp

根据这三个测试代码就可以快速入门了。

下面主要讲使用这个库遇到的几个问题：

1、输出顺序

在测试unit-readme.cpp时，会发现示例代码输出的json对象的顺序并不是想要的，而是自动按照字母表顺序进行了排列，此为第一大坑！

以下为unit-readme.cpp中声明json对象的代码，用std::cout 输出j2，会发现顺序被重新排列。

            json j2 =
            {
                {"pi", 3.141},
                {"happy", true},
                {"name", "Niels"},
                {"nothing", nullptr},
                {
                    "answer", {
                        {"everything", 42}
                    }
                },
                {"list", {1, 0, 2}},
                {
                    "object", {
                        {"currency", "USD"},
                        {"value", 42.99}
                    }
                }
            };

实际使用json时，对象的顺序是非常重要的，如何解决这个问题呢？

为了寻求这个问题的解决方法，我在他的GitHub开源页面中，用浏览器搜索“order”，定位最后一个“order”

Order of object keys

By default, the library does not preserve the?insertion order of object elements. This is standards-compliant, as the?JSON standard?defines objects as "an unordered collection of zero or more name/value pairs".

If you do want to preserve the insertion order, you can try the type?nlohmann::ordered_json. Alternatively, you can use a more sophisticated ordered map like?tsl::ordered_map?(integration) or?nlohmann::fifo_map?(integration).

?可以看到，其实，作者在GitHub中已经作了说明，可以采用nlohmann::ordered_json类来声明json对象，为方便起见，可在代码开头using Json =?nlohmann::ordered_json; 这样用Json来声明对象就好了。

2. 浮点数输出精度问题

在C++中浮点变量打印时经常会出现这样的现象：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? double a = 14.55；

输出字符串时就变成了14.549999999

并且在外部通过precision函数设置stringstream或者std::cout的精度位数并没有什么用。

在GitHub中的issue也有人提出类似的问题：https://github.com/nlohmann/json/issues/1421

我通过调试作者的源代码，发现他把所有数字都先转换为字符串再统一输出。

在single_include\nlohmann\json.hpp文件中，下列函数将浮点型的x先通过to_chars函数转换为字符串，再通过o输出。那么无论外部对o进行怎样的精度设置，实际上在to_chars中并没有起作用。

    void dump_float(number_float_t x, std::true_type /*is_ieee_single_or_double*/)
    {
        auto* begin = number_buffer.data();
        auto* end = ::nlohmann::detail::to_chars(begin, begin + number_buffer.size(), x);

        o->write_characters(begin, static_cast<size_t>(end - begin));
    }

这里有两个思路：一是改写to_chars函数，使得它根据o（当我用std::cout或stringstream进行输出时，它是output_stream_adapter类的对象）的精度来对浮点数进行转换；二是直接修改这个dump_float函数，对于浮点型的数，不用先转到字符串再输出，二是直接用o的<<操作符输出浮点数。

由于to_chars函数代码写的极其难看懂，不好改造，所以我采用第二种方法:

首先在output_stream_adapter的基类output_adapter_protocol中增加一个write_characters(double lf)的重载函数，并声明为纯虚函数，然后在output_stream_adapter类中重写这个接口：

    void write_characters(double lf) override
    {
        stream<<lf;
    }

然后将以上的dump_float函数改为：

    void dump_float(number_float_t x, std::true_type /*is_ieee_single_or_double*/)
    {
        o->write_characters(x);
    }

在外部调用json库用std::cout或stringstream进行输出浮点数时，可先调用precision函数设置精度，这样就能控制浮点数输出的位数精度了