30天Flutter手滑系列 - JSON與序列化(JSON and serialization)

11th鐵人賽 flutter

Raymond雷門

2019-09-19 23:49:00

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在閱讀了前一天的文章30天Flutter手滑系列 - 狀態管理 (State Management)，似乎還有點懵懵懂懂。
沒關係，後面我會以實做專案的方式一步一步搭建專案，順便引入狀態管理的機制。今天就先來看看比較簡單的主題，認識JSON能為你做些什麼。

什麼是JSON？

JSON是一種常見的資料格式，以其淺顯易懂的編排方式來進行資料的交換。最早起源於JavaScript，現已被大多數程式語言支援。

進一步的說明可以參考JSON。

什麼是序列化？

序列化又另外分成序列化跟反序列化兩種。
簡單來說，序列化的目的是為了把資料結構轉換成可被取用的格式，例如字串。相反地，反序列化是為了把字串轉換成其原本的資料結構。

進一步的說明可以參考序列化

序列化的兩種方法

1. 手動序列化

適合小專案使用。
手動序列化是使用dart:convert中內建的JSON解碼器。它將原始的JSON字串傳遞給JSON.decode()，然後回傳在Map<String, dynamic>中搜尋到的值。並不需要額外的設置，可直接使用。

透過官方範例來看一下dart:convert手動序列化JSON的用法：
這是一個簡單的JSON格式

{
  "name": "John Smith",
  "email": "john@example.com"
}

- 序列化JSON inline：

通過調用jsonDecode()方法來解碼JSON，並把JSON字串當作參數傳進去。

Map<String, dynamic> user = jsonDecode(jsonString);

print('Howdy, ${user['name']}!');
print('We sent the verification link to ${user['email']}.');

不幸的是，jsonDecode()只會回傳一個Map<String, dynamic>，這意味著你必須等到執行時才會知道數值的型別。如此一來就喪失了靜態語言的特性：型別安全(type safety)、自動補齊(autocompletion)以及最重要的編譯時異常(compile-time exceptions)，造成我們的程式很容易出錯。
例如，當我們欲存取name或email欄位，卻名稱打錯了，但是在編譯時卻不會報錯。

- 在Model Classes中序列化JSON

為了解決前面的問題，這裡可以引入一個model class。在這範例中為User，在這個Class內有：

一個User.fromJson() 建構子，為了從map structure中，建構出一個新的User實例。
一個toJson()，用來轉換一個User實例成map。

如此一來，這樣就具備了型別安全、自動補齊以及編譯時異常的特性。如果發生拼寫錯誤或是將欄位視為int而不是String，則會在這檢查出錯誤。

user.dart

class User {
  final String name;
  final String email;

  User(this.name, this.email);

  User.fromJson(Map<String, dynamic> json)
      : name = json['name'],
        email = json['email'];

  Map<String, dynamic> toJson() =>
    {
      'name': name,
      'email': email,
    };
}

現在，反序列化的邏輯被移到Model內部，因此可以很容易地進行反序列化。

Map userMap = jsonDecode(jsonString);
var user = User.fromJson(userMap);

print('Howdy, ${user.name}!');
print('We sent the verification link to ${user.email}.');

要序列化一個user，只需把該對象傳入jsonEncode這個方法中，不需要額外呼叫toJson()。

String json = jsonEncode(user);

因此，為了程式碼的品質以及正確，加入Model是較理想的做法，如此一來就能確保序列化與反序列化能正確地運作。

2. 透過程式碼生成自動序列化

適合複雜度較高的大型專案。
隨著開發的專案功能漸多，整體複雜度變大，如果純用手動方式產出序列化資料會容易出錯，這時候官方推薦了兩套函式庫json_serializable和built_value。函式庫需要額外做一些設定，但是透過自動生成的方式可以避免一些格式錯誤。

接下來看一下官方推薦的json_serializable怎麼實作這部分。

- 設置json_serializable

pubspec.yaml

dependencies:
  # Your other regular dependencies here
  json_annotation: ^2.0.0

dev_dependencies:
  # Your other dev_dependencies here
  build_runner: ^1.0.0
  json_serializable: ^2.0.0

然後在專案的根目錄下執行flutter pub get指令或是在編輯器點擊Package Get，確保這些相依的項目可以被使用。

- 以json_serializable方式創建Model

user.dart

import 'package:json_annotation/json_annotation.dart';

// 這允許User去存取這些產生的檔案中的私有成員
part 'user.g.dart';

// 這個修飾符是用來告訴生成器，這個Class是要來產生Model的
@JsonSerializable()

class User {
  User(this.name, this.email);

  String name;
  String email;

  // 這個facotry是必須要有的，為了從map創建一個新的User實例
  // 把整個map傳遞`_$UserFromJson()`
  factory User.fromJson(Map<String, dynamic> json) => _$UserFromJson(json);

  // `toJson`是用來限制即將進行序列化到JSON
  Map<String, dynamic> toJson() => _$UserToJson(this);
}

有了這些設置，程式碼生成器會開始進行從JSON中編碼和解碼name和email這兩個欄位。

如果有需要，也可以自定義命名策略。例如，如果使用的API回傳帶有snake_case，而你想轉換成lowerCamelCase，這時候就可以使用帶有參數的@JsonKey。

/// Tell json_serializable that "registration_date_millis" should be
/// mapped to this property.
@JsonKey(name: 'registration_date_millis')
final int registrationDateMillis;