Java實體類轉JSON完全解析

在Java開發中，我們通常需要將Java對象序列化為JSON字符串，以便在不同的系統中進行傳遞和使用。JSON是一種輕量級的數據交換格式，易於閱讀和編寫，同時也非常流行和廣泛使用。在本文中，我們將深入探討Java實體類轉JSON的各個方面，並演示如何使用Java代碼將實體類轉換為JSON字符串。

一、實體類定義

在演示代碼之前，我們需要先定義一個Java實體類。假設我們要表示一個學生的信息，包括姓名、年齡、性別和分數四個屬性。可以定義如下的Java實體類：

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

在實際的開發中，Java實體類通常會包含更多的屬性和方法，以滿足業務需求。這裡僅用一個簡單的示例來演示Java實體類轉JSON的原理和方法。

二、使用Gson庫實現Java實體類轉JSON

Google提供了一個名為Gson的Java庫，可以方便地將Java對象序列化為JSON格式的字符串。在使用Gson庫之前，我們需要先將其加入到項目的依賴中。可以通過Maven來添加Gson庫：

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

接下來，我們就可以使用Gson庫將Student對象序列化為JSON字符串了。可以通過如下代碼實現：

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);

運行程序後，輸出的結果應該為：

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

可以看到，Gson庫將Student對象序列化為一個符合JSON格式的字符串。

可以通過如下代碼將一個JSON字符串反序列化為一個Java對象：

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

這段代碼將JSON字符串轉換為一個Java對象，並將其賦值給student變量。

三、自定義序列化和反序列化器

Gson庫提供了默認的序列化和反序列化方式，但有時候我們需要自定義序列化和反序列化規則以適應特定的需求。可以通過實現JsonSerializer和JsonDeserializer接口來實現自定義序列化和反序列化器。這裡我們假設需要將分數字段按照百分制的方式進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;
    }
}

在定義了自定義序列化和反序列化器之後，我們需要將其註冊到Gson庫中。可以通過如下代碼實現：

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());

運行程序，輸出的結果如下：

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

可以看到，Gson庫使用了自定義的序列化和反序列化器，將分數字段按照百分制的方式進行序列化和反序列化。

四、處理複雜對象

在實際的開發中，我們通常需要處理複雜的Java對象，包括嵌套對象、集合對象等等。Gson庫同樣支持將複雜的Java對象轉換為JSON格式的字符串。

假設我們要表示一個班級的信息，包括班級名稱、學生列表等屬性。可以定義如下的Java實體類：

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

接下來，我們將創建一個ClassInfo對象，並將其轉換為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);

輸出的結果如下：

{"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庫將複雜的Java對象轉換為了JSON格式的字符串，並遞歸地將Student對象也轉換為了JSON格式的字符串。

五、總結

在Java開發中，將Java對象轉換為JSON格式的字符串是一個非常常見的需求。Gson庫提供了方便、靈活的方式來實現Java實體類轉JSON。除了示例中演示的內容外，Gson庫還提供了更多的API和功能，開發者可以根據實際需求進行靈活使用。