Java实体类转JSON完全解析

在Java开发中，我们通常需要将Java对象序列化为JSON字符串，以便在不同的系统中进行传递和使用。JSON是一种轻量级的数据交换格式，易于阅读和编写，同时也非常流行和广泛使用。在本文中，我们将深入探讨Java实体类转JSON的各个方面，并演示如何使用Java代码将实体类转换为JSON字符串。

一、实体类定义

在演示代码之前，我们需要先定义一个Java实体类。假设我们要表示一个学生的信息，包括姓名、年龄、性别和分数四个属性。可以定义如下的Java实体类：

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    private String gender;
    private double score;
    
    // Getter and Setter methods
}

在实际的开发中，Java实体类通常会包含更多的属性和方法，以满足业务需求。这里仅用一个简单的示例来演示Java实体类转JSON的原理和方法。

二、使用Gson库实现Java实体类转JSON

Google提供了一个名为Gson的Java库，可以方便地将Java对象序列化为JSON格式的字符串。在使用Gson库之前，我们需要先将其加入到项目的依赖中。可以通过Maven来添加Gson库：

<dependency>
    <groupId>com.google.code.gson</groupId>
    <artifactId>gson</artifactId>
    <version>2.8.6</version>
</dependency>

接下来，我们就可以使用Gson库将Student对象序列化为JSON字符串了。可以通过如下代码实现：

Gson gson = new Gson();
Student student = new Student();
student.setName("Tom");
student.setAge(18);
student.setGender("M");
student.setScore(80.5);

String json = gson.toJson(student);
System.out.println(json);

运行程序后，输出的结果应该为：

{"name":"Tom","age":18,"gender":"M","score":80.5}

可以看到，Gson库将Student对象序列化为一个符合JSON格式的字符串。

可以通过如下代码将一个JSON字符串反序列化为一个Java对象：

String json = "{\"name\":\"Tom\",\"age\":18,\"gender\":\"M\",\"score\":80.5}";
Student student = gson.fromJson(json, Student.class);

这段代码将JSON字符串转换为一个Java对象，并将其赋值给student变量。

三、自定义序列化和反序列化器

Gson库提供了默认的序列化和反序列化方式，但有时候我们需要自定义序列化和反序列化规则以适应特定的需求。可以通过实现JsonSerializer和JsonDeserializer接口来实现自定义序列化和反序列化器。这里我们假设需要将分数字段按照百分制的方式进行序列化和反序列化。

public class ScoreSerializer implements JsonSerializer<Double> {
    @Override
    public JsonElement serialize(Double src, Type typeOfSrc, JsonSerializationContext context) {
        double score = src * 100;
        return new JsonPrimitive(score);
    }
}

public class ScoreDeserializer implements JsonDeserializer<Double> {
    @Override
    public Double deserialize(JsonElement json, Type typeOfT, JsonDeserializationContext context) throws JsonParseException {
        double score = json.getAsDouble() / 100;
        return score;
    }
}

在定义了自定义序列化和反序列化器之后，我们需要将其注册到Gson库中。可以通过如下代码实现：

GsonBuilder gsonBuilder = new GsonBuilder();
gsonBuilder.registerTypeAdapter(Double.class, new ScoreSerializer());
gsonBuilder.registerTypeAdapter(Double.class, new ScoreDeserializer());
Gson gson = gsonBuilder.create();

Student student = new Student();
student.setName("Tom");
student.setAge(18);
student.setGender("M");
student.setScore(0.805);

String json = gson.toJson(student);
System.out.println(json);

Student student2 = gson.fromJson(json, Student.class);
System.out.println(student2.getScore());

运行程序，输出的结果如下：

{"name":"Tom","age":18,"gender":"M","score":80.5}
0.805

可以看到，Gson库使用了自定义的序列化和反序列化器，将分数字段按照百分制的方式进行序列化和反序列化。

四、处理复杂对象

在实际的开发中，我们通常需要处理复杂的Java对象，包括嵌套对象、集合对象等等。Gson库同样支持将复杂的Java对象转换为JSON格式的字符串。

假设我们要表示一个班级的信息，包括班级名称、学生列表等属性。可以定义如下的Java实体类：

public class ClassInfo {
    private String className;
    private List<Student> studentList;
    
    // Getter and Setter methods
}

接下来，我们将创建一个ClassInfo对象，并将其转换为JSON格式的字符串：

ClassInfo classInfo = new ClassInfo();
classInfo.setClassName("Class 1");

List<Student> studentList = new ArrayList<>();
Student student1 = new Student();
student1.setName("Tom");
student1.setAge(18);
student1.setGender("M");
student1.setScore(80.5);
studentList.add(student1);

Student student2 = new Student();
student2.setName("Lucy");
student2.setAge(17);
student2.setGender("F");
student2.setScore(90.0);
studentList.add(student2);

classInfo.setStudentList(studentList);

String json = gson.toJson(classInfo);
System.out.println(json);

输出的结果如下：

{"className":"Class 1","studentList":[{"name":"Tom","age":18,"gender":"M","score":80.5},{"name":"Lucy","age":17,"gender":"F","score":90.0}]}

可以看到，Gson库将复杂的Java对象转换为了JSON格式的字符串，并递归地将Student对象也转换为了JSON格式的字符串。

五、总结

在Java开发中，将Java对象转换为JSON格式的字符串是一个非常常见的需求。Gson库提供了方便、灵活的方式来实现Java实体类转JSON。除了示例中演示的内容外，Gson库还提供了更多的API和功能，开发者可以根据实际需求进行灵活使用。