之前一直都是在處理 API 回傳的 JSON，但其實還有一種常見格式是 XML。

今天就來比較 JSON 跟 XML，它們有什麼不同，以及為什麼 API 幾乎都偏好 JSON。

JSON 是什麼？

這個部分在 Day02 已經有學過了。今天再來重新複習一下。

• JSON（JavaScript Object Notation），中文叫 JavaScript 物件表示法。

• 它是一種輕量級的資料格式，用來在不同的系統或程式之間傳遞資料。

• JSON 可以讓資料很容易被人閱讀，也方便電腦快速解析。

JSON 的基本資料類型

JSON 裡面可以包含以下幾種資料：

• 物件（object）：用大括號{}括起來，裡面是一組組「鍵」跟「值」的配對，像是字典或是資料表，例如：

{
  "title": "Clean Architecture",
  "author": "Robert C. Martin",
  "price": 650
}

• 陣列（array）：用中括號 [] 包起來，裡面是一連串有順序的資料，例如：

["apple", "banana", "orange"]

• 字串（string）：放在雙引號中的文字，例如 "Hello World"

• 數字（number）：像是 1、3.14 等數字

• 布林值（boolean）：true 或 false

• 空值（null）：表示沒有資料

範例：一本書用 JSON 表示

{
  "id": 123,
  "title": "Clean Architecture",
  "author_id": 42,
  "price": 650,
  "published_at": "2017-09-20"
}

這個例子裡，書本有編號、書名、作者編號、價格和出版日期。

XML 是什麼？

• XML（eXtensible Markup Language）可擴展標記語言。

• 它是一種用來儲存和傳輸資料的標記語言，讓不同系統或程式之間能交換資料。

XML 的基本規則：

1. 成對標籤

• XML 中所有的標籤都有開始和結束標籤，例如：

<title>Clean Architecture</title>

2. 必須有且只有一個根元素（Root Element）

• 所有資料都包在一個最大的標籤裡面。
  例如：

<book>
  ...
</book>

3. 大小寫要一致

• <Title> 和 <title> 是不同的標籤，大小寫必須一致。

範例：一本書用 XML 表示

<book>
  <id>123</id>
  <title>Clean Architecture</title>
  <author_id>42</author_id>
  <price>650</price>
  <published_at>2017-09-20</published_at>
</book>

這裡<book>是根元素，裡面有書的編號、書名、作者編號、價格和出版日期。

JSON vs XML 的比較

• JSON 比較簡潔，適合網路資料快速傳輸，易於理解和使用。

• XML 比較複雜，但功能強大，可以支援更多複雜型別，也有註解和更多驗證功能。

• 現在大多數新系統偏好用 JSON，舊系統和特定應用還是會用到 XML。

為什麼 API 偏好 JSON？

1. 結構簡單、檔案更小、解析速度快
JSON 比較輕巧，資料量小，傳輸更快，程式讀取也更快。

2. Web 與前端原生支援
瀏覽器和前端語言（像是 JavaScript）預設就能直接處理 JSON，開發更方便。

3. 跨語言都有標準函式庫
各種程式語言都有現成的工具來讀寫 JSON，使用起來非常簡單。

4. REST API 幾乎都使用 JSON
因為上述優點，現代網頁服務和手機 App 的 API 幾乎都用 JSON 格式來交換資料。

XML 還存在的場合

雖然 JSON 很流行，但 XML 在特定場合仍不可或缺，例如：

• SOAP API（較老的企業服務）

• 發票、報表等正式文件（需要嚴格格式驗證）

• RSS 與 Atom（網站訂閱與新聞公告）

Content-Type 與資料交換

Content-Type 是什麼？

當伺服器回傳資料時，會帶一個叫做 Content-Type 的標頭，告訴我們資料是什麼格式。

例如：

• application/json 代表資料是 JSON 格式

• application/xml 代表資料是 XML 格式

Accept 標頭是什麼？

當我們向 API 伺服器發出請求時，也可以帶上一個叫做 Accept 的標頭，告訴伺服器，你希望收到什麼格式的資料。

例如：

Accept: application/json

意思是「請給我 JSON 格式的資料」。

有時候也可以同時帶多種格式，像是

Accept: application/json, application/xml

這是讓伺服器選擇它能支援的格式。

什麼是內容協商（Content Negotiation）？

• 內容協商是瀏覽器或程式跟伺服器協商，用什麼格式來傳輸資料的過程。

• 告訴伺服器想要的格式（用 Accept 標頭），伺服器會回傳它能提供的格式（用 Content-Type 標頭）。

• 這樣可以讓同一個 API 支援多種格式，讓不同需求的客戶端都能正常使用。

JSON ⇄ XML 轉換

• JSON 和 XML 都是用來存放資料的格式，但表示方式不一樣。

• 在程式中，我們常用字典（dict）來代表 JSON 的資料結構。

• 轉換就是讓字典變成 XML 格式，或是把 XML 變回字典。

常用工具

• Python 有一個很方便的套件叫做 xmltodict，可以在字典和 XML 之間互轉。

• 這比手動自己寫轉換程式簡單很多。

範例：把一本書的字典轉成簡單的 XML

import xmltodict
# 用Python字典表示一本書
book_dict = {
    "book": {
        "id": 123,
        "title": "Clean Architecture",
        "author_id": 42,
        "price": 650
    }
}
# 把字典轉成 XML 字串
book_xml = xmltodict.unparse(book_dict, pretty=True)
print(book_xml)

這樣就能快速把字典轉成符合 XML 格式的文字。

驗證與約束

JSON Schema 是什麼？

• 用來定義 JSON 資料的格式和規則。

• 可以規範欄位名稱（key）、資料型別（文字、數字、布林值等）、哪些欄位是必須填寫、欄位值是否符合特定格式（例如 email、日期）。

• 這樣能幫程式確認收到的資料是正確且安全的。

XML Schema (XSD) 是什麼？

• 類似 JSON Schema，但專門用來驗證 XML 文件。

• 規則更嚴格，通常用在企業級系統、正式文件交換等情況。

• 確保 XML 的格式和內容都符合預期。

JSON Schema 範例

{
  "type": "object",
  "properties": {
    "id": { "type": "number" },
    "title": { "type": "string" },
    "author_id": { "type": "number" },
    "price": { "type": "number" }
  },
  "required": ["id", "title"]
}

這個 Schema 說明：資料必須是物件，有 id（數字）、title（文字）、author_id（數字）、price（數字）這些欄位，且 id 和 title 是必填欄位。

XML Schema (XSD) 範例

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
  <xs:element name="book">
    <xs:complexType>
      <xs:sequence>
        <xs:element name="id" type="xs:int"/>
        <xs:element name="title" type="xs:string"/>
        <xs:element name="author_id" type="xs:int" minOccurs="0"/>
        <xs:element name="price" type="xs:decimal" minOccurs="0"/>
      </xs:sequence>
    </xs:complexType>
  </xs:element>
</xs:schema>

這個 XSD 說明 <book> 這個 XML 標籤內必須有 id（整數）、title（字串），而 author_id 和 price 是可選的。

今日總結

• 學會 JSON 與 XML 的差異

• 了解 為什麼 API 偏好 JSON

• 認識 Content-Type、Accept 與內容協商

• 初步認識 JSON Schema 與 XML Schema