利用JSON构建Android终端的Web API

赵超鸿

摘要：笔者通过对JSON数据格式的研究，结合实际需求，利用ASP实现对Web API的自定义构建，提供给AppInventor调用，从而实现了Web API在基于Android系统的学生成绩查询的应用。

关键词：JSON、Web API；AppInventor；"名称：值"对；键值对

中图分类号：G481 文献标识码：A 论文编号：1647-2117（2015）05-0074-04

Web2.0时代，随着移动终端的普及，移动应用渗透到每个人的日常生活中，人们随时随地通过网络访问各类网站，网站不仅要满足人对机器的访问模式，而且还需提供机器对机器的访问模式，以便移动终端快速获取信息。在机器对机器的访问模式中，提供数据的一方被称为网络服务（Web Service），而客户端应用与网络服务之间的通信协议则称为网络应用程序接口，简称Web API。在网络通讯过程中，服务器端的Web Service根据需求生成某种格式的数据供客户端的Web API调用。比较知名的Web API有Amazon Web API、FaceBook Web API、Twitter Web API、Baidu Web API等，因此，利用这些公开的Web API可以更方便有效地获取信息，加工整合，从而发现信息的内在价值，实现创新。诚然，我们也可以根据规则自定义自己需要的Web API，供客户端调用。

Web API地址的表示形式是http：//URL：port？tag=value，其中URL表示Web API服务器地址，port表示通讯端口，tag表示要传递参数值的引用，value表示传递的参数。用来表示Web API的数据格式一般有JSON和XML两种，这两种格式的优缺点为：①可读性：JSON偏向于符号表示，XML偏向于单词表示，两者各具优势。②简洁性：JSON优于XML，JSON更接近类C语言的描述，而XML更接近文本描述。③友好性：JSON比XML更友好，JSON在客户端可以使用eval（ ）解释，在服务器端可以使用ASP、 C、 C#、ColdFusion、 Java、 JavaScript、 Perl、 PHP、Python、 Ruby等60多种语言生成，官方网站（http：//www.json.org/json-zh.html）已经提供支持各种语言的封装函数；而XML则相对复杂，不管在服务器端还是在客户端都需要花费大量的代码来解析维护。④安全性：由于JSON可以使用eval（ ）来解释，安全性会稍微比XML差。

根据以上分析，对于安全性不是首要考虑要素的Android终端来说，笔者建议使用JSON来描述数据格式。

JSON（JavaScript Object Notation） 是一种轻量级的数据交换格式，它基于JavaScript语言，遵守ECMA-262标准。JSON的构建基于"名称：值"对的集合和值的有序列表两种，前者称为对象（object），后者称为数组（array），对象和数组之间可以互相嵌套，如{"021600201"：[{"语文"："117.5"，"语文排名"："50"}，{"数学"："112"，"数学排名"："125"}]}。JSON在“值”的表达上使用Unicode编码生成诸如{"学生"：{"021600201"："＼u9648＼u5B9D＼u4EEA"}}这样格式的数据。我们利用BEJSON网站（网址：http：//www.bejson.com/）校验以上两个JSON格式数据的有效性，格式化后的JSON如下页表1。

为使Android终端能获取Web API传递过来的JSON格式数据，笔者使用了AppInventor作为终端应用程序开发工具。App Inventor是一款手机编程软件，它采用Open Blocks Java Library来创建可视化的模块编程语言，允许没有编程知识的用户以拖拽特定的应用程序行为模块来创建Android应用。App Inventor整个项目建立在云服务器上，只要输入具体的网址（官方网址：http：//contest.appinventor.mit.edu/），通过Gmail邮箱登录即可访问，开发的源程序以AIA格式打包，实时保存在远程服务器上，只要开发者能上网，就能随时随地打开自己创建的项目。App Inventor还内置了模拟器和AI伴侣，可以通过模拟器调试，或通过AI伴侣在手机中调试。利用App Inventor开发音乐制作、视频互动、语音识别、GPS定位等移动设备上的高科技应用，也可以设计如小调查、小测验、互动学习反馈等移动设备上的教育应用软件。对于轻量级的手机终端应用开发，App Inventor无疑是最佳的选择。

笔者所在单位因每学期学生放假旅游导致无法及时在PC终端查询考试成绩，面对大批量的出游学生，笔者拟利用JSON构建Web API，并使用App Inventor来开发一个基于Android系统的成绩查询应用。

● 成绩查询应用设计

该应用程序要求功能单一，界面简洁，安全实用，少耗流量。据此，成绩查询应用设计流程如下：利用App Inventor构建的Android手机终端应用在初始化的时候获取Web API中当前考试的主题，显示在“考试主题”栏。学生输入统考号和姓名，点击“查询”按钮，应用程序将请求发送给服务器端ASP构建的Web API，Web API通过分析数据的合法性，打包成SQL指令向网络数据库发起请求，网络数据库根据查询结果返回数据集给Web API，Web API把数据集格式化为JSON数据格式，最终给应用程序调用，显示查询结果。图1描述了上述的整个过程。

通过对学生参加考试后查询成绩这个事件分析得知，学生实体与成绩实体和排名实体发生联系。对于学生来说，学生实体有统考号和姓名两个属性；对于学生的成绩来说，成绩实体和排名实体均有语文、数学、英语、物理、化学、政治、历史、地理、生物、总分这些属性，并且一个学生对应着多个成绩和多个排名，他们是一对多的关系。图2描述了学生参加考试的实体联系。

按照学生参加考试的实体联系图的描述，很容易设计出数据库中表的结构。为方便在实际使用中将Excel数据表直接导出为数据库中对应的数据表，笔者将考试主题作为数据表表名，将“学生”、“成绩”、“排名”实体的属性作为字段，具体见表2数据表各字段设计。

● 成绩查询应用开发

根据以上设计，笔者从服务器端构建Web API和在Android终端构建应用程序两方面说明成绩查询应用的开发过程。

1.服务器端利用ASP构建JSON格式的Web API

在JSON官网中下载JSON_2.0.4.asp作为JSON的类被调用，通过Set o = jsObject（ ）定义一个名称为o的JSON类对象，旗下有四个子对象，名称为“主题”、“学生”、“各科成绩”、“各科排信名”，定义如下：Set o（"主题"） = jsObject（ ）、Set o（"学生"） = jsObject（ ）、Set o（"各科成绩"） = jsObject（ ）、Set o（"各科排名"） = jsObject（ ）。获取数据表的表名作为查询成绩的“主题”，通过request（ ）获取Android终端传递过来的统考号，并将统考号关联数据表中学生的信息，将“统考号”、“姓名”作为“学生”对象的"名称：值"对，同理将关联的学生各科科目和各科成绩作为“各科成绩”对象的"名称：值"，将关联的学生各科科目和各科排名作为“各科排名”对象的"名称：值"对，通过表3代码生成完整的JSON对象供Android终端调用。至此，关联服务器和终端的Web API构建完成。

2.利用App Inventor构建Android终端应用程序

终端程序的界面设计如表4所示，设计界面用到了一个屏幕组件、八个标签组件、两个文本输入框组件、一个按钮组件、两个表格布局组件和两个Web客户端组件等，其中Web客户端组件为非可视组件，它是使用异步通信协议来获取Web API的JSON数据的。

终端程序的代码设计分两部分：程序的初始化和查询按钮事件。当程序初始化的时候，通过Web组件的地址请求返回数据表的名称作为本次查询的考试主题，显示在lbsubject标签里。当用户输入统考号和姓名后，点击“查询”按钮触发按钮事件，程序按照Web API的地址格式生成URL供Web组件调用，向Web API发出GET请求。当Web组件获得JSON格式的文本后，将文本按照JSON格式解码，生成类似于（"主题"："2013年高考"，"学生"：（"021600201"："陈宝仪"），"各科成绩"：（"021600201"：（"语文"："117.5"，"数学"："120"）），"各科排名"：（"021600201"：（"语文排名"："34"，"数学排名"："50"）））的键值对，检查输入的统考号和姓名合法后，进一步查找“各科成绩”和“各科排名”的键值对，最后作输出格式化处理，输出到Android系统的终端。如果检查到输入的信息不合法，则输出“输入的信息不正确”的提示。关键源代码如上页图3所示。

笔者利用上述技术开发的Web API部署在服务器端Windows 2003系统的IIS里，以MYSQL作为后台数据库，用App Inventor生成的apk文件运行在Android系统里。笔者在上述运行环境中多次测试成功并实际应用到学生群体中。用到的源文件可从以下地址下载，链接：http：//pan.baidu.com/share/link？shareid=3258655633&uk=707995714&third=15，密码：4sq5。