Simple Gson for C#
SGson是一个C#的JSON库，用于JSON格式的序列化和反序列化。
仿照Google Gson写一个C#下的JSON库，但API会依照C#的一些特性有所调整。
SGson类的对象中的方法不是线程安全的，如果在多线程环境下编程，请看文档末尾。
- 常用类包括接口的默认序列化/反序列化功能
- 自定义序列化/反序列化格式
- 兼容非标准格式JSON输入，兼容ECMAScript6的数字格式
- 序列化输出标准格式JSON
- 语法错误定位
SGson将C#中字符串和所有数字类型序列化为JSON的string和number，但不包括char类型，char类型留给用户可以自己决定将它序列化为字符串还是数字。
字符串反序列化支持Json官方定义的格式
string
""
" chars "
chars
char
char chars
char
any-Unicode-character-
except-"-or-\-or-
control-character
\"
\\
\/
\b
\f
\n
\r
\t
\u four-hex-digits
字符串序列化按照上面官方规则序列化，规则应用优先级自上而下递减。即除了控制字符和'"'、"\"以外的字符，不做转义处理；正斜杠被序列化为"/"而不是"/"；能使用"\*"表示的控制字符不会被序列化为"\u****"，比如换行符被序列化为"\n"，而不是"\u000A"。但是，为了易读性，除了0x20会被序列化为空格，其他所有空白字符都会被序列化为转义形式，即使这个空格字符不属于控制字符。
反序列化时，不在字符串里的控制字符都会被忽略，在字符串里没用被转义的控制字符会保留在作为反序列化结果的字符串里；序列化时，字符串里的所有控制字符会被转义，包括其中的空白字符。
控制字符范围是ISO/IEC 6429定义控制字符。
control-character = <UNICODE coded character 0000-001F, 0080-009F hexadecimal>
空白字符是用来在印刷时表示水平或者垂直空白的字符，有一部分和控制字符重合。因为空白字符和一般控制字符不同，有其排版含义，即使有些空白字符宽度是零，但在自动换行时可以作为被换行的点，所以，反序列化时，不在字符串里的空白字符不会被忽略。而且，反序列化时，在字符串里没用被转义的空白字符会保留在作为反序列化结果的字符串里，也就是说，两个引号里面的内容即使有换行也会被识别为一个字符串，但是一个对象的key没有用引号括起来的话，这个key中间不能有包括换行在内的空白字符；序列化时，字符串里的所有空白字符（除了0x20外）会被转义。
空白字符范围
whitespace-character = <UNICODE coded character 0009-000D, 0020, 0085, 00A0, 1680, 180E, 2000-200D, 2028, 2029, 202F, 205F, 2060, 3000, FEFF hexadecimal>
超出16位范围的Unicode字符，尤其是表情符在现今已经非常普及。这些字符在主流高级编程语言中由UTF16表示为2个char，这2个char，一个在高位代理字符范围内，一个在低位代理字符范围内。SGson在序列化字符串时，若遇到代理字符，不会去校验是否合乎Unicode规范，仅仅是将char通过TextReader写入流中；反序列化字符串时，也仅仅是将char放到UTF16编码的C#字符串中，即使遇到单个的高（低）位代理字符，也不会报错。总之，SGson仅仅是将对象序列化到C#的string类型，具体在写入流时从string到编码字节的转换不在SGson的控制范围内，是由TextReader的实现决定的。
除了JSON标准中的double类型以外，还支持JavaScript中16进制和8进制表示形式，并支持ECMAScript6中2进制和新的8进制表示方式。
在ECMASript标准中，只有一种数字类型，以IEEE754规定的双精度浮点数为准，也就是说不计符号位，有效二进制位数为53，但SGson并不以double作为通用的数字类型：long的精度保持在63位；ulong的精度保持在64位；并且decimal类型，也不会被强转成double而导致精度损失。
使用SGson，只要序列化和反序列化两边数字类型一致，就可以无损拷贝。 但两边类型不一致时就会令人疑惑，例如从float到double的转换，(double)4.6f和double.Parse("4.6"))并不相等，SGson会取后者。 所谓无损是指在序列化和反序列化两边数字类型不一致时，其JSON表示方式是一样的。使用SGson序列化和反序列化时，所有的数字类型都以其字符串表现形式为准。 例如在一次数据传输过程中，序列化一方的实体类型的一个字段是float，其值是x，反序列化的实体类型的对应字段是double。 那么反序列化方收到的double数值是double.Parse(x.ToString())，而不是(double)x。反序列化方收到的double数值再次序列化时将会和x.ToString()一样。
SGson在序列化和反序列化对象时，只会使用public的属性，并且序列化时只会关注声明了get访问器的属性，反序列化是只会关注声明了set访问器的属性。这样，用户在声明类型时，就可以更细粒度地控制一个对象哪些属性需要序列化出来，哪些属性需要反序列化进去。
在构造对象时同一使用其无参构造器，必须确保该类型有一个public的无参构造器。
如果对象的类型声明为object，将会使用以下策略反序列化：
如果在JSON中是数字，会被反序列化为double类型；
如果在JSON中是字符串，会被反序列化为string类型；
如果在JSON中是数组，会被反序列化为List类型，这里的泛型object类型也使用此规则反序列化；
如果在JSON中是对象，被反序列化为Dictionary<string, object>类型，这里的泛型obhect类型也使用此规则反序列化。
SGson默认支持IDictionary<TKey,>类型的反序列化，Dictionary的key必须是string类型或者能用System.Convert装换为string类型（所以不包括int?之类的类型），或者使用当前Gson对象可以将该C#key的对象从key对应的JsonString反序列化出来（此优先级最高），也就是说，只要自定义了一种类型的反序列化方式为从json中的字符串反序列化出来，那么这种类型的key也就可以被反序列化出来了。因为DateTime默认序列化为json的字符串值，所以DateTime?类型的key是被支持的。
SGson默认支持IDictionary类型的序列化，key取值为Dictionary的key.ToString()，或者使用当前Gson对象可以将该C#key的对象序列化为JsonString对象（此优先级最高），也就是说，只要自定义了一种类型的序列化方式为序列化为json中的字符串，那么这种类型的key也就可以被序列化了。因为DateTime默认从json的字符串值中反序列化出来，所以DateTime?类型的key是被支持的。
注意：SGson反序列化解析json时，认为key的正确形式是字母以及_、$开头的变量名以及任意用单/双引号括起的字符串，SGson在序列化时，无论C#类型是什么，key统一序列化为双引号括起的字符串。JS中null可以作为key，但其实和字符串"null"作为key等同，根据上述SGson中的规则null会被当做"null"来处理，这样既不违背ECMAScript标准，也和C#的Dictionary中不能有为null的key的规则相符。
KeyedCollection<,>默认当做数组处理，而不是dictionary。如要将其当做dictionary处理，见“注册拦截器”一节的示例。
SGson默认支持的数组类型有，C#中的数组，继承了IEnumerable接口、ICollection接口的类型（比如List，但继承自IDictionary<,>接口的类型除外），以及Stack、Queue类型
反序列化为多维数组的JSON必须保证每个维度上的所有向量长度一致。
反序列化是，如果JS数组对应的变量的类型是object，会默认赋予该object类型变量一个List的对象。
Stack依照先进后出的方式处理，所以对应到JSON中的数组顺序是反的。序列化和反序列化的顺序都和一般IEnumerable类型相反，所以序列化以后再反序列化，顺序不会改变，保证数据传递过程中不会改变。
SGson默认支持继承Stack的封闭类型的类，如：
public class MyIntStack : Stack<int>以及开放类型的类，如
public class MyStack<T> : Stack<T>SGson默认支持继承Queue的封闭类型的类，如：
public class MyIntQueue : Queue<int>以及开放类型的类，如
public class MyQueue<T> : Queue<T>内建只支持DateTime类型，格式为"yyyy-MM-dd HH-mm-ss"。
如果我想修改内建的日期格式，比如XML标准的"yyyy-MM-ddTHH-mm-ss"，下面章节中有示例。
SGson自定义序列化和反序列化的方式有三种：注册委托、注册适配器、注册拦截器，SGson内建支持的C#格式也是通过这三种方式来定义的。其中适配器方式类似Google Gson的自定义方式。
三种方式优先级为，拦截器 > 适配器 > 委托，拦截器优先级是最高的，对于每种类型以适配器优先。拦截器后注册的优先级更高，也就是后注册的拦截器会先拦截到当前需要序列化/反序列化的对象。经过拦截器过滤以后，会寻找适合该类的的适配器和委托，如未找到，则继续递归地对其父类进行适配器和委托进行匹配。注意：注册开放类型的适配器和委托没有任何意义，程序不支持匹配开放类型。如果要自定义开放类型的序列化/反序列化方式，请使用拦截器。
内建的数字类型、字符串和DateTime的序列化/反序列化方式都是通过注册委托的方式定义，所以无论使用哪种方式注册都会成功覆盖掉原有自带的序列化/反序列化方式。
内建的接口、数组、开放类型的序列化/反序列化方式都是使用拦截器方式定义的，所以请使用注册的拦截器来自定义接口和泛型开放类型的解析方式。
内建的枚举的序列化/反序列化方式都是使用适配器定义的，所以若想重新定义它们的列化/反序列化方式，请时候适配器方式。
通过GsonBuider的RegisterSerializer和RegisterDeserializer可以轻松定义类型T的序列化/反序列化方式
如果我想修改内建的日期格式为"yyyy-MM-ddTHH-mm-ss"，因为反序列化使用DateTime.Parse方法，能够兼容不用修改，只需修改DateTime序列化方式：
Gson gson = new GsonBuilder().RegisterSerializer<DateTime>(delegate(object x)
{
return (JsonElement)(((DateTime)x).ToString("yyyy-MM-ddTHH:mm:ss"));
}).Create();
Console.WriteLine(gson.ToJson(DateTime.Now));和Google Gson相似的功能。在适配器中定义好序列化和反序列化的方法，注册到GsonBuilder中。注意考虑Null值的情况。
下面是通过自定义适配器，使SGson兼容IP地址类型的示例
定义适配器：
class IPAddressAdaper : ATypeAdapter
{
public override JsonElement Serialize(object o)
{
if (o == null)
{
return JsonNull.Instance;
}
return new JsonString(((IPAddress)o).ToString());
}
public override object Deserialize(JsonElement je, Type originalType)
{
if (je == JsonNull.Instance)
{
return null;
}
if (je.IsJsonString)
{
try
{
return IPAddress.Parse((string)(JsonString)je);
}
catch (Exception)
{
;
}
}
throw new Exception(String.Format("Can not parse {0} to an IPAdress.", je.ToString()));
}
}使用适配器
Gson gson = new GsonBuilder()
.RegisterAdapter(new IPAddressAdaper(), typeof(IPAddress))
.Create();
IPAddress ipa = gson.FromJson<IPAddress>("\"192.168.0.1\"");
Console.WriteLine(ipa);
Console.WriteLine(gson.ToJson(ipa));输出结果为：
192.168.0.1
"192.168.0.1"
如果想自定义对接口或者泛型类的解析方式，就会用到拦截器。拦截器的优先级最高，当你不能明确需要处理的对象是哪一种类型时（例如要一组类型或所有类型进行处理或者是接口），推荐使用拦截器。
拦截器后注册的优先级更高，也就是后注册的拦截器会先拦截到当前需要序列化/反序列化的对象。
示例：
public class KeyedCollectionInterceptor : AInterceptor
{
private static readonly Type mGenericType = typeof(KeyedCollection<,>);
private static Type GetKeyedICollectionType(Type type)
{
while(type != null &&
!(type.IsGenericType && type.GetGenericTypeDefinition() == mGenericType))
{
type = type.BaseType;
}
return type;
}
public override bool IsSerializable(object obj)
{
if (obj == null)
{
return false;
}
return GetKeyedICollectionType(obj.GetType()) != null;
}
public override bool IsDeserializable(Type type)
{
return GetKeyedICollectionType(type) != null;
}
public override JsonElement InterceptWhenSerialize(object o)
{
JsonMap jm = new JsonMap();
MethodInfo method = o.GetType().GetMethod("GetKeyForItem", BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic);
foreach (object item in (IEnumerable)o)
{
object key = method.Invoke(o, new object[] {item});
JsonString keyStr = Context.ToJsonTree(key) as JsonString;
if (keyStr == null)
{
keyStr = key.ToString();
}
jm.Add(keyStr, Context.ToJsonTree(item));
}
return jm;
}
public override object InterceptWhenDeserialize(JsonElement je, Type type)
{
if (je == null || je is JsonNull)
{
return null;
}
if (!(je is JsonMap))
{
throw new Exception("Expect a map, but " + je);
}
JsonMap jm = (JsonMap)je;
Type[] genericArguments = GetKeyedICollectionType(type).GetGenericArguments();
object o = PocsoUtils.GetInstance(type);
MethodInfo method = type.GetMethod("Add");
foreach (KeyValuePair<string,JsonElement> kv in jm)
{
method.Invoke(o, new Object[]
{
Context.FromJsonTree(kv.Value, genericArguments[1])
});
}
return o;
}
}
public class SimpleOrder : KeyedCollection<int, OrderItem>
{
protected override int GetKeyForItem(OrderItem item)
{
return item.PartNumber;
}
}
public class OrderItem
{
public int PartNumber { get; set; }
public string Description { get; set; }
public double UnitPrice { get; set; }
private int _quantity = 0;
public int Quantity
{
get { return _quantity; }
set
{
if (value<0)
throw new ArgumentException("Quantity cannot be negative.");
_quantity = value;
}
}
}
public static void Main()
{
Gson gson = new GsonBuilder()
.RegisterInterceptor(new KeyedCollectionInterceptor())
.Create();
SimpleOrder so = gson.FromJson<SimpleOrder>(@"{
'110072674': {PartNumber: 110072674, Description: 'Widget', UnitPrice:400, Quantity:45.17},
'110072675': {PartNumber: 110072675, Description: 'Sprocket', UnitPrice:27, Quantity:5.3},
'101030411': {PartNumber: 101030411, Description: 'Motor', UnitPrice:10, Quantity:237.5},
'110072684': {PartNumber: 110072684, Description: 'Gear', UnitPrice:175, Quantity:5.17}
}");
Console.WriteLine(gson.ToJson(so));
}
}输出结果为：
{"110072674":{"PartNumber":110072674,"Description":"Widget","UnitPrice":400,"Quantity":45},"110072675":{"PartNumber":110072675,"Description":"Sprocket","UnitPrice":27,"Quantity":5},"101030411":{"PartNumber":101030411,"Description":"Motor","UnitPrice":10,"Quantity":237},"110072684":{"PartNumber":110072684,"Description":"Gear","UnitPrice":175,"Quantity":5}}
JSON中的null会被反序列化为null，如果对应类型是不可位空的数字类型，遇到"null"，默认会反序列化为0。
序列化时为null的字段也会被序列化为null元素，而不是跳过忽略。
JSON中没有出现的字段会被忽略，反序列化完后值就是default(x)。
如果整个JSON字符串是空字符串——""，那么也会被反序列化会null，反之null不会被序列化为空字符串，而是null元素。
可空类型会被识别，并按照其泛型类型的方式处理，但如果值为空，会被当做Null处理。 例如，"null"默认反序列化为int类型为0，反序列化为int?类型为Null值
一个SGson对象虽然可以安全地重复使用，但并不是线程安全的。如果考虑用在多线程程序中，请使用ThreadLocal，示例如下
public class JsonUtils
{
private static readonly GsonBuilder builder = new GsonBuilder()
.SetVisitedObjectCountLimit(int.MaxValue)
.SetVisitedObjectStackLength(8);
private static ThreadLocal<Gson> gsons = new ThreadLocal<Gson>();
private static Gson GsonInstance
{
get
{
if (gsons.IsValueCreated)
{
return gsons.Value;
}
else
{
gsons.Value = builder.Create();
return gsons.Value;
}
}
}
public static string ToJson(object obj)
{
return GsonInstance.ToJson(obj);
}
public static T FromJson<T>(string json)
{
return GsonInstance.FromJson<T>(json);
}
}