在 Android 上使用 XML 和 JSON，第 1 部分: 在 Android 应用程序上研究 JSON 和 XML 益处

移动设备和平台吹嘘每个新版本都有更多特性和功能，并且仅仅数月重要通告就从主流移动设备提供商中分离出来了。标题多数是关于 UI 特性（例如先进的多点触摸功能和 Adobe? Flash? 技术）以及硬件提升（例如，处理器速度和存储容量）。但是至关重要的仍然是 “内容为王”。内容 — 或者，一般来说，是数据 — 在应用程序、服务器、移动设备和用户之间不停地被交换。智能手机，如 Apple 的 iPhone 和 Google 的 Android 只是标价过高且表现不佳的移动电话，而且也不能很好的工作 。

• API：应用程序编程接口
• DOM：文档对象模型
• HTML：超文本标记语言
• IDE：集成开发环境
• SAX：XML 简单 API
• SDK：软件开发工具包
• UI：用户界面
• XML：可扩展标记语言

  考虑到社会网络非比寻常的成功，例如：Facebook、LinkedIn 和 Twitter。单从特征和功能的角度来说，这些平台很大程度上都是单调的，之所以流行是因为会员和网站访问者可以从其公布的内容获益。而且，其内容逐渐可以通过移动设备访问。

  这篇文章主要说明 Android 平台上 XML 和 JSON 数据交换格式的使用。对于一个 Twitter 帐户，示例应用程序数据源是一个状态更新 feed。Feed 数据可以以 XML 和 JSON 格式从 Twitter 上获取。正如您所看到的，操作数据的程序设计方法在这两种格式中明显不同。

  建议您安装 Android SDK version 1.5 或最新版以及 Eclipse 来运行本文附带的?示例代码。为了了解更多关于设置环境的知识，访问 Android Developers 网站。使用一个活动的帐户跟着示例练习是很重要的，但不是必须的。相关链接见?参考资料。

  首先我们来简要的看一下这两个数据格式，从 XML 开始。如果您对 XML 和 JSON 已经很熟悉了，就可以跳转到?应用机会：Twitter feeds?在 Android 上开始运行。

  XML：一个老朋友

  不再是苦役

  当您将 XML 与 XML 普遍应用之前的工艺水平进行比较时，XML 的自述特性是很清楚的。此外，数据交换练习包括繁琐的数据描述文档，通常是在一个文字处理器或电子表格应用程序中手工编写的。这些文档，通常称为接口规范，描述了字段名、长度、分隔符、层次结构等等。用户采用他们认为合适的实践；最接近标准的是熟悉的逗号分隔值（CSV）模式，尽管 CSV 文件变化很大。如果您怀疑这一点，试着将一个 CSV 文件导入电子表格应用程序，并且注意所有可用选项。

  事实上，近几年来为企业、web 或移动市场编程的人都遇到过 XML，几乎您见到的每个地方都有。

  一个 XML 文档有一个可辨认的结构：一系列可以随意包含属性和子元素的元素。每个有效的 XML 文件第一行都有这样一个声明：<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>。后面的内容根据应用程序而定。XML 的好处就在于它的自述性。

  XML 模式

  尽管 XML 文档是自述的，但也必须遵循一定的规则和指导方针，这就需要 XML 模式，它是一个描述特定 XML 文件结构的文档。此类结构通常是冗长且复杂的。（值得争议的是，XML 对 IT 领域最糟糕的贡献是，当高度描述的数据结构这一理念成为时尚时导致了数据爆炸，且这种情况由于过去十年中磁盘存储技术成本大幅降低而加剧。）

  当这些大且复杂的文件变得更规范时，对程序员和分析员来说手工处理通常是不可能完成的。为了解决这个问题，XML 编辑器和验证工具可以在文件和相关的任务管理方面给予帮助。例如，文档和遗留格式转换。

  除了一般的文本数据，XML 过去常用于存储二进制数据，通过一个称为?CDATA?的特殊标记集合实现。一个 XML 文档中的?CDATA?标记可能含有各种数据，包括其他标记文本，假设该文本本身不含有?CDATA。

  通过使用 XML 作为一个结构来执行请求/响应查询，这并不是 API 使用该功能的常用方式。响应数据经常包含一个包含在?CDATA?标记中的 XML 结构。例如，一个 API 调用可能使用一个姓氏?Mott?来请求一个客户记录。数据找到时，封装到一个 XML 结构中并将其置于响应元素中，如?清单 1?所示：

  
  清单 1. 将数据封装到 XML 结构中并将其置于响应元素中?

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  工作空间中的 XML
  今天，XML 是默认的、预定数据格式。尽管同一数据的其他格式也可用，但基于 XML 结构的可用性进行计划是一种最安全的方式。
  Enterprise Resource Planning (ERP) 包频繁使用 XML 进行数据到任务的导入和导出。Internet 新闻网站经常将数据提供为 Really Simple Syndication (RSS) — 具有新闻阅读软件可以处理的预定义格式的 XML 文档。甚至文字处理应用程序（例如 OpenOffice.org 和 Microsoft? Office）也使用 XML。
  现在的 Microsoft Office 文件是 PKZIP 兼容的，含有多个 XML 文档。 每个 XML 在第一行都有这个常见声明。正如您在?清单 2?所看到的，阅读这些属性可能有点难：
  
  清单 2. 每个文件第一行的常见声明
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  XML 是自述的，但是并不意味着标记一定是容易理解的。这个虚构的示例展示了多个名称空间的使用，多个名称使得理解 XML 文件更有挑战性，如果不使用专用工具就很难理解。
  XML 随处可见，但是对于 Android 程序员来说并不是一个明智的选择，特别是，如果数据结构成为与 XML 结构伴随着的数据爆炸的牺牲品。像 Android 这样通常在蜂窝数据网络（cellular data network）上工作的资源受限平台不能存储和解析大量 XML 数据。然而，如果特殊编程任务要求文本和二进制数据交换，那么 XML 是一个可靠的选择。
  现在，让我们看一看数据交换的另一个格式：JSON。
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  JSON：网络的新成员
  越来越多的 Internet API 供应商提供 JSON 作为一种数据格式。JSON 在 Ajax (Asynchronous JavaScript and XML) 网页编程社区中享有盛名。Ajax 技术使 web 页面可以动态地更新，只更新所选区域的数据而不用更新整个页面。由于较少数据被传送 — 更重要的是，因为较少的数据被解析且显示在浏览器窗口 — 使用 AJAX 的应用程序比起传统 web 应用程序能够提供一个更好的用户体验。事实上，一个结构良好的 Ajax 应用程序可与智能或富客户端应用程序相抗衡。
  当 Ajax 应用程序与 web 服务器交换数据时，经常需要某类数据的刷新，但不需要格式化。通常认为一个 web 服务器提供预格式化（preformatted）HTML 是一个糟糕的实践。相反的，一个格式良好的应用程序应该将数据内容发送到浏览器并应用一个 Cascading Style Sheets (CSS) 文件来产生视觉效果，比如颜色和特殊字体。
  假设应用程序想要请求 Mr. Mott.（这是我们虚构的）的联系记录，应用程序返回浏览器的数据元素不止一个。它是如何包装的呢？在清单 1?示例中，您可以使用一个简单的请求/响应结构。这已经足够了；然而它要求您解析来自服务器的每个响应、以某种结构—OM）存储数据，然后更新网页内容。
  还有一种选择，您可以从服务器上返回一些 JavaScript，并用它来直接处理。以下是一个虚拟应用程序的样例响应，对 Mott 查询（http://<yourserver/app/searchcontact?Mott）的响应。这个响应是一个 JavaScript 对象字符串表示 — 即 JSON 字符串（为了适应本文页宽在这分成两行）：
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  注意，这个示例使用 JavaScript 函数?eval()?将字符串转换成一个 JavaScript 数组。JSON 库可以为执行该步骤提供更快更安全的方法，清单 3?中的方法并不是最佳实践。在这只是提供了一个 JSON 对象，如何用于 Ajax 应用程序的背景：JSON 结构可被客户端代码交换、解析和操作。
  总的来说，JSON 是：
  一种数据交换格式。
  JavaScript 对象作为字符串编码的一种方式。
  仅限于文本和数值。二进制值是明确不允许的。JSON 没有?CDATA?对应模式。
  在数据可读性费用方面、就数据大小而言比 XML 更经济。
  越来越多的 API 供应商将其作为一种选择，例如 Twitter。
  在?清单 3?中，客户端是一个运行客户端脚本的 web 浏览器。返回本文主题，接下来将研究在 Android 应用程序中 XML 和 JSON 的使用。
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  应用机会：Twitter feeds
  Twitter 现在已经变成了一种国际力量，它提供的更新包罗万象：从什么人正在吃早饭，他们的孩子的球队在棒球比赛中的表现这类琐事，到封闭国家中的政治动 乱的街头新闻，器官移植实时报道等严肃话题。
  要获取一些 XML 和 JSON 文档以用于本文附带的?样例代码，最简单的方法就是通过 URL http://twitter.com/statuses/user_timeline/userid.format，其中?userid?是您的 Twitter 用户 ID，format?是您要的格式：XML 或 JSON。
  您也可以直接在您的 Twitte 页面上找到此页的链接，如?图 1?所示。在那里可以看到您的 Twitter 用户 ID。
  
  图 1. 您 Twitter 页面上的 feed 页链接
  完整的 feed 文件相当冗长，下面两个清单只显示 feed 的第一项（来自我的 Twitter 帐户）。清单 4?包含以下 XML 片段：
  
  清单 4. XML 片段
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  清单 5?是同一数据，这次是以 JSON 格式显示：
  
  清单 5. JSON 格式的 feed 数据
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  注意，在两个清单中除了状态更新外还有非常多附加数据。您只需要注意日期/时间，何时发布公告以及公告的内容。接下来，将向您展示解析该数据的 Android 应用程序的相关部分。整个项目见?下载?部分。
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  XMLvsJSON 应用程序
  真实的实时更新
  需要注意的是，样例应用程序没有实时地从 web 移动数据，尽管我们期盼一个真实应用程序。由于数据 feeds 取自原始资源文件夹，因此应用程序关注的是分析方面。关于使用 Android 进行网络连接相关信息的链接，见?参考资料。
  Android 应用程序很简单。其中包含 XML 和 JSON 数据资料的全部副本。用户可以任选其一进行分析。?图 2?显示 Eclipse 中项目文件的结构。（查看?图 2 的文本版本。）
  
  图 2. Eclipse 项目的文件结构
  图 3?显示选择解析选项之前的应用程序 UI：
  
  图 3. 选择解析选项之前的应用程序 UI?
  应用程序 UI 有两个按钮，Parse XML 和 Parse JSON，接着是默认文本。清单 6?包含该 UI 的布局，在项目的 res/layout 文件夹中的 main.xml 中可以找到：
  
  清单 6. UI 的布局
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  Parse XML?和?Parse JSON file?按钮是在?ScrollView?之上定义的，ScrollView?中含有一个?TextView?控件。这里的意思是想要用户可以滚动结果数据。
  注意多个?LinearLayout?结构的使用。第一个是垂直对齐，其中既含有一个带有水平结构的?LinearLayout?和一个?ScrollView。内层LinearLayout?含有两个?Button?小部件。这个布局很冗长，一般在?onCreate()?方法中调用，见?清单 7：
  
  清单 7.?onCreate()?方法
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  XML 解析
  SAX 对 DOM
  Android 也支持一个 DOM 解析器，这需要占用较大的内存空间，但是降低在 SAX 解析器中的复杂性。对于 XMLvsJSON 这个应用程序，仅仅对大数据资源很小的一个子集感兴趣，SAX 方法可能是处理作业的最好工具。
  XML 数据解析通常是使用一个 SAX 风格的解析器完成的。对于这类解析器，您可以建立一个?InputSource?指向源 XML 数据，并在文档 “运行” 时提供一个接收某些事件的处理程序。清单 8?展示examineXMLFile()?方法，执行以下任务：
  使用原始资料中的 XML 文件建立?InputSource
  创建一个?SAXParser，关联处理程序?twitterFeedHandler（见?清单 9）
  调用解析器，在?TextView?小部件中显示结果，在布局文件中作为?R.id.txtData?识别，在代码中作为?tvData?引用
  如果有错误，也显示在?TextView?中
  
  清单 8.?examineXMLFIle()?方法
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  清单 9?中有一些值得注意的细节，首先考虑到的是 SAX 解析器是一个基于事件的解析器，这就意味着使用 SAX 进行解析时要建立真实文件。在文档开始和结束、标记开始和结束、发现数据时，事件被触发。这意味着您必须定义一个数据结构来保留感兴趣的数据、抛弃余下的。
  注意，使用?StringBuilder?和附加数据是因为一个特定数据在?InputSource?上能通过多个读取来进行处理。千万不要以为所有数据都在给定的调用?characters()?方法中提供。
  应用程序将数据收集到一个简单的格式化字符串中。而另一个示例中则是把这些实体放在一个集合类或数据库中，特别是如果有大量的操作都发生在解析之后。
  getResults()?方法是该类特有的，用来收集这类数据的集中表示法，并将其提供给应用程序，这不是?DefaultHandler?接口的一部分。
  图 4?展示了已解析的 XML 数据。（查看?图 4 的文本版本。）
  
  图 4. 已解析的 XML 数据
  尽管从构建、管理和导航结果结构方面来说，使用 SAX 解析器解析 XML 数据并不容易，但其主要优势是快速和极大地减少了解析过程中和解析之后的 RAM 需求数量。
  现在看一下 Android 解析 JSON 数据的方法。
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  JSON 解析
  在用户选择 JSON 按钮时解析 JSON 数据就开始了。调用?examineJSONFile()?方法，如?清单 10?所示。不需要额外的处理类。因为所有解析和文档管理都在 Android 提供的库中进行，所有 JSON 相关的代码都包含在这个方法中。
  
  清单 10. 调用?examineJSONfile()?方法
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  像之前显示的 XML 例程一样，代码是从原始资源文件夹的文件中读取的。数据被整体读到内存中，转换成一个?java.lang.String，然后解析成?JSONArray。要注意的是，正如此例所示，一个特殊的字符串能直接解析成一个数组，或者也可以直接解析成一个JSONObject。因为 Twitter 数据是一个对象数组，整体解析成一个数组然后按顺序逐个访问对象是明智的选择。
  该方法的流程简单明了，一旦数据被解析，代码建立一个类似于 XML 解析器处理程序方法的字符串表示。有趣的是数据将由您来管理；您不需要建立额外内存结构来容纳数据，同样地，应用程序预先就知道在?JSONArray?中有多少个条目（在这个例子中是 20 个）。
  尽管 JSON 解析在编程上简单得多，但并不是没有代价的。它要增加内存消耗，在处理之前整体读取数据流并进行存储。相反的，SAX XML 方法仅使用相关数据。另外，如果解析特殊 JSON 对象的内存是足够的，则这个方法将很受应用程序欢迎，特别是，几乎不需要使用 DOM 的应用程序。
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  结束语
  本文在 Android 应用程序背景下介绍了 XML 和 JSON 数据交换格式。比起 JSON 方法，XML 方法更快、内存受限更小 — 但是以增加复杂性为代价。在第二部分，我将介绍一些结合使用 JSON 方法的先进技术，例如，基于 WebKit 的 WebView 小部件，并为 Android 应用程序定制动态应用程序逻辑。
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