Java中构建混合类型JSON数组：字符串与对象并存的实践指南-java教程-PHP中文网

Java中构建混合类型JSON数组：字符串与对象并存的实践指南

碧海醫心

发布： 2025-09-14 10:19:26

原创

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Java中构建混合类型JSON数组：字符串与对象并存的实践指南

本教程详细介绍了如何在Java中利用Gson库构建一个包含字符串和JSON对象的混合类型JSON数组。文章通过具体示例代码，演示了如何创建JsonArray、添加原始字符串和序列化Java对象为JsonObject，最终生成符合特定结构的JSON输出，避免了传统序列化工具在处理混合类型数据时的局限性。

问题背景：构建混合类型JSON数组的挑战

在java开发中，我们经常需要将数据结构序列化为json格式。常见的场景是序列化一个包含同类型对象的列表，例如：

[
    {
        "name": "testName",
        "phone": "123456"
    }
]

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这可以通过Jackson ObjectMapper 或 Gson 等库轻松实现。然而，当需求变得复杂，需要构建一个包含不同数据类型的JSON数组时，例如一个数组中既有原始字符串又有JSON对象：

[
    "Test1",
    {
        "name": "testName",
        "phone": "123456"
    }
]

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此时，传统的将Java对象列表直接序列化的方法将不再适用。例如，如果尝试将一个只包含 TestClass 实例的 ArrayList 进行序列化，得到的结果将缺少顶层的字符串 "Test1"。

以下是原始代码示例及其输出：

Java类定义：

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public class TestClass {
    String name;
    String phone;

    public TestClass(String name, String phone) {
        super();
        this.name = name;
        this.phone = phone;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
    public String getPhone() {
        return phone;
    }
}

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主程序序列化逻辑（使用Jackson）：

import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TestProjectApplication {

    public static void main(String[] args) throws JsonProcessingException {
        var testObject = new TestClass("testName", "123456");
        List<TestClass> testObjectList = new ArrayList<>();
        testObjectList.add(testObject);

        var mapper = new ObjectMapper();
        // 直接序列化列表
        System.out.println(mapper.writeValueAsString(testObjectList));
    }
}

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输出结果：

[
    {
        "name": "testName",
        "phone": "123456"
    }
]

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可以看到，这种方法无法将字符串 "Test1" 添加到数组的开头。为了实现这种混合类型的JSON数组，我们需要更灵活的JSON构建方式。

解决方案：利用Gson库灵活构建JSON结构

Google的Gson库提供了一套强大的API，允许我们以编程方式构建JSON结构，这对于处理非标准或混合类型的JSON数据非常有用。其核心在于 JsonElement 及其子类：JsonPrimitive (表示原始值如字符串、数字、布尔值)、JsonObject (表示JSON对象) 和 JsonArray (表示JSON数组)。

核心概念：JsonElement、JsonPrimitive与JsonObject

Gson: Gson库的主要入口点，用于将Java对象序列化为JSON，或将JSON反序列化为Java对象。
JsonArray: 代表一个JSON数组 []。我们可以向其中添加各种 JsonElement。
JsonPrimitive: 代表一个JSON原始值，如字符串 "Test1"、数字 123 或布尔值 true。
JsonObject: 代表一个JSON对象 {}。我们可以向其中添加键值对，其中值可以是任何 JsonElement。
JsonElement: 是 JsonPrimitive、JsonObject 和 JsonArray 的抽象基类，允许我们以多态方式处理JSON的任何组成部分。

实现步骤与代码示例

为了构建目标JSON结构 ["Test1", {"name": "testName", "phone": "123456"}]，我们可以按照以下步骤操作：

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添加Gson依赖： 在项目的 pom.xml (Maven) 或 build.gradle (Gradle) 中添加Gson库的依赖。

Maven:

<dependency>
    <groupId>com.google.code.gson</groupId>
    <artifactId>gson</artifactId>
    <version>2.10.1</version> <!-- 使用最新稳定版本 -->
</dependency>

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Gradle:

implementation 'com.google.code.gson:gson:2.10.1' // 使用最新稳定版本

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创建 Gson 实例：

import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.GsonBuilder;
import com.google.gson.JsonArray;
import com.google.gson.JsonObject;
import com.google.gson.JsonPrimitive;

// ... TestClass 定义不变 ...

public class JsonMixedArrayGenerator {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个Gson实例，并配置为漂亮打印（可选，但有助于可读性）
        Gson gson = new GsonBuilder().setPrettyPrinting().create();

        // 1. 创建TestClass对象
        TestClass testObject = new TestClass("testName", "123456");

        // 2. 创建一个JsonArray
        JsonArray jsonArray = new JsonArray();

        // 3. 添加第一个元素：字符串 "Test1"
        jsonArray.add(new JsonPrimitive("Test1"));

        // 4. 添加第二个元素：TestClass对象对应的JsonObject
        // 可以通过Gson将Java对象直接转换为JsonElement（这里是JsonObject）
        jsonArray.add(gson.toJsonTree(testObject));

        // 5. 将JsonArray序列化为JSON字符串并打印
        String jsonOutput = gson.toJson(jsonArray);
        System.out.println(jsonOutput);
    }
}

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完整代码示例：

import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.GsonBuilder;
import com.google.gson.JsonArray;
import com.google.gson.JsonObject;
import com.google.gson.JsonPrimitive;

// 定义TestClass，保持不变
class TestClass {
    String name;
    String phone;

    public TestClass(String name, String phone) {
        super();
        this.name = name;
        this.phone = phone;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
    public String getPhone() {
        return phone;
    }
}

public class JsonMixedArrayGenerator {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个Gson实例，配置为漂亮打印以提高输出可读性
        Gson gson = new GsonBuilder().setPrettyPrinting().create();

        // 实例化需要包含在JSON中的Java对象
        TestClass testObject = new TestClass("testName", "123456");

        // 创建一个空的JSON数组
        JsonArray jsonArray = new JsonArray();

        // 将字符串 "Test1" 作为JsonPrimitive添加到数组中
        jsonArray.add(new JsonPrimitive("Test1"));

        // 将TestClass对象转换为JsonElement（这里会是JsonObject）并添加到数组中
        // gson.toJsonTree(Object) 方法可以将一个Java对象转换为其对应的JsonElement表示
        jsonArray.add(gson.toJsonTree(testObject));

        // 将构建好的JsonArray序列化为JSON字符串
        String jsonOutput = gson.toJson(jsonArray);

        // 打印最终的JSON字符串
        System.out.println(jsonOutput);
    }
}

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输出结果：

[
  "Test1",
  {
    "name": "testName",
    "phone": "123456"
  }
]

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通过这种方式，我们成功地构建了一个包含原始字符串和Java对象（序列化为JSON对象）的混合类型JSON数组，完美匹配了预期的结构。

注意事项与最佳实践

依赖管理： 确保项目中正确添加了Gson的依赖。
可读性： 使用 new GsonBuilder().setPrettyPrinting().create() 可以生成格式化的JSON输出，这在开发和调试时非常有帮助。
错误处理： 虽然手动构建 JsonElement 树时不太可能出现 JsonProcessingException，但在更复杂的场景（如从字符串解析JSON）中，仍需考虑异常处理。
适用场景： 当需要构建非标准、混合类型、或者动态变化的JSON结构时，手动构建 JsonElement 树是一种非常灵活和强大的方法。对于简单的、同质的Java对象到JSON的映射，直接使用 gson.toJson(javaObject) 仍然是首选。
Jackson库的替代方案： 如果项目主要使用Jackson，也可以通过 ArrayNode 和 ObjectNode 等节点类型来构建类似的混合JSON结构，其原理与Gson的 JsonArray 和 JsonObject 类似。

总结

本教程详细展示了如何利用Gson库在Java中构建一个包含字符串和JSON对象的混合类型JSON数组。通过直接操作 JsonArray、JsonPrimitive 和 JsonObject 等底层 JsonElement，开发者可以精确地控制JSON的输出结构，从而满足各种复杂的序列化需求。这种方法提供了比传统对象列表序列化更高的灵活性，是处理复杂JSON场景的有效工具。

以上就是Java中构建混合类型JSON数组：字符串与对象并存的实践指南的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！