利用JSON構(gòu)建Android終端的Web API

趙超鴻

摘要：筆者通過對(duì)JSON數(shù)據(jù)格式的研究，結(jié)合實(shí)際需求，利用ASP實(shí)現(xiàn)對(duì)Web API的自定義構(gòu)建，提供給AppInventor調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)了Web API在基于Android系統(tǒng)的學(xué)生成績(jī)查詢的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：JSON、Web API；AppInventor；"名稱：值"對(duì)；鍵值對(duì)

中圖分類號(hào)：G481 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1647-2117（2015）05-0074-04

Web2.0時(shí)代，隨著移動(dòng)終端的普及，移動(dòng)應(yīng)用滲透到每個(gè)人的日常生活中，人們隨時(shí)隨地通過網(wǎng)絡(luò)訪問各類網(wǎng)站，網(wǎng)站不僅要滿足人對(duì)機(jī)器的訪問模式，而且還需提供機(jī)器對(duì)機(jī)器的訪問模式，以便移動(dòng)終端快速獲取信息。在機(jī)器對(duì)機(jī)器的訪問模式中，提供數(shù)據(jù)的一方被稱為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（Web Service），而客戶端應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之間的通信協(xié)議則稱為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序接口，簡(jiǎn)稱Web API。在網(wǎng)絡(luò)通訊過程中，服務(wù)器端的Web Service根據(jù)需求生成某種格式的數(shù)據(jù)供客戶端的Web API調(diào)用。比較知名的Web API有Amazon Web API、FaceBook Web API、Twitter Web API、Baidu Web API等，因此，利用這些公開的Web API可以更方便有效地獲取信息，加工整合，從而發(fā)現(xiàn)信息的內(nèi)在價(jià)值，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。誠(chéng)然，我們也可以根據(jù)規(guī)則自定義自己需要的Web API，供客戶端調(diào)用。

Web API地址的表示形式是http：//URL：port？tag=value，其中URL表示W(wǎng)eb API服務(wù)器地址，port表示通訊端口，tag表示要傳遞參數(shù)值的引用，value表示傳遞的參數(shù)。用來表示W(wǎng)eb API的數(shù)據(jù)格式一般有JSON和XML兩種，這兩種格式的優(yōu)缺點(diǎn)為：①可讀性：JSON偏向于符號(hào)表示，XML偏向于單詞表示，兩者各具優(yōu)勢(shì)。②簡(jiǎn)潔性：JSON優(yōu)于XML，JSON更接近類C語(yǔ)言的描述，而XML更接近文本描述。③友好性：JSON比XML更友好，JSON在客戶端可以使用eval（ ）解釋，在服務(wù)器端可以使用ASP、 C、 C#、ColdFusion、 Java、 JavaScript、 Perl、 PHP、Python、 Ruby等60多種語(yǔ)言生成，官方網(wǎng)站（http：//www.json.org/json-zh.html）已經(jīng)提供支持各種語(yǔ)言的封裝函數(shù)；而XML則相對(duì)復(fù)雜，不管在服務(wù)器端還是在客戶端都需要花費(fèi)大量的代碼來解析維護(hù)。④安全性：由于JSON可以使用eval（ ）來解釋，安全性會(huì)稍微比XML差。

根據(jù)以上分析，對(duì)于安全性不是首要考慮要素的Android終端來說，筆者建議使用JSON來描述數(shù)據(jù)格式。

JSON（JavaScript Object Notation） 是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式，它基于JavaScript語(yǔ)言，遵守ECMA-262標(biāo)準(zhǔn)。JSON的構(gòu)建基于"名稱：值"對(duì)的集合和值的有序列表兩種，前者稱為對(duì)象（object），后者稱為數(shù)組（array），對(duì)象和數(shù)組之間可以互相嵌套，如{"021600201"：[{"語(yǔ)文"："117.5"，"語(yǔ)文排名"："50"}，{"數(shù)學(xué)"："112"，"數(shù)學(xué)排名"："125"}]}。JSON在“值”的表達(dá)上使用Unicode編碼生成諸如{"學(xué)生"：{"021600201"："＼u9648＼u5B9D＼u4EEA"}}這樣格式的數(shù)據(jù)。我們利用BEJSON網(wǎng)站（網(wǎng)址：http：//www.bejson.com/）校驗(yàn)以上兩個(gè)JSON格式數(shù)據(jù)的有效性，格式化后的JSON如下頁(yè)表1。

為使Android終端能獲取Web API傳遞過來的JSON格式數(shù)據(jù)，筆者使用了AppInventor作為終端應(yīng)用程序開發(fā)工具。App Inventor是一款手機(jī)編程軟件，它采用Open Blocks Java Library來創(chuàng)建可視化的模塊編程語(yǔ)言，允許沒有編程知識(shí)的用戶以拖拽特定的應(yīng)用程序行為模塊來創(chuàng)建Android應(yīng)用。App Inventor整個(gè)項(xiàng)目建立在云服務(wù)器上，只要輸入具體的網(wǎng)址（官方網(wǎng)址：http：//contest.appinventor.mit.edu/），通過Gmail郵箱登錄即可訪問，開發(fā)的源程序以AIA格式打包，實(shí)時(shí)保存在遠(yuǎn)程服務(wù)器上，只要開發(fā)者能上網(wǎng)，就能隨時(shí)隨地打開自己創(chuàng)建的項(xiàng)目。App Inventor還內(nèi)置了模擬器和AI伴侶，可以通過模擬器調(diào)試，或通過AI伴侶在手機(jī)中調(diào)試。利用App Inventor開發(fā)音樂制作、視頻互動(dòng)、語(yǔ)音識(shí)別、GPS定位等移動(dòng)設(shè)備上的高科技應(yīng)用，也可以設(shè)計(jì)如小調(diào)查、小測(cè)驗(yàn)、互動(dòng)學(xué)習(xí)反饋等移動(dòng)設(shè)備上的教育應(yīng)用軟件。對(duì)于輕量級(jí)的手機(jī)終端應(yīng)用開發(fā)，App Inventor無疑是最佳的選擇。

筆者所在單位因每學(xué)期學(xué)生放假旅游導(dǎo)致無法及時(shí)在PC終端查詢考試成績(jī)，面對(duì)大批量的出游學(xué)生，筆者擬利用JSON構(gòu)建Web API，并使用App Inventor來開發(fā)一個(gè)基于Android系統(tǒng)的成績(jī)查詢應(yīng)用。

● 成績(jī)查詢應(yīng)用設(shè)計(jì)

該應(yīng)用程序要求功能單一，界面簡(jiǎn)潔，安全實(shí)用，少耗流量。據(jù)此，成績(jī)查詢應(yīng)用設(shè)計(jì)流程如下：利用App Inventor構(gòu)建的Android手機(jī)終端應(yīng)用在初始化的時(shí)候獲取Web API中當(dāng)前考試的主題，顯示在“考試主題”欄。學(xué)生輸入統(tǒng)考號(hào)和姓名，點(diǎn)擊“查詢”按鈕，應(yīng)用程序?qū)⒄?qǐng)求發(fā)送給服務(wù)器端ASP構(gòu)建的Web API，Web API通過分析數(shù)據(jù)的合法性，打包成SQL指令向網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)起請(qǐng)求，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)查詢結(jié)果返回?cái)?shù)據(jù)集給Web API，Web API把數(shù)據(jù)集格式化為JSON數(shù)據(jù)格式，最終給應(yīng)用程序調(diào)用，顯示查詢結(jié)果。圖1描述了上述的整個(gè)過程。

通過對(duì)學(xué)生參加考試后查詢成績(jī)這個(gè)事件分析得知，學(xué)生實(shí)體與成績(jī)實(shí)體和排名實(shí)體發(fā)生聯(lián)系。對(duì)于學(xué)生來說，學(xué)生實(shí)體有統(tǒng)考號(hào)和姓名兩個(gè)屬性；對(duì)于學(xué)生的成績(jī)來說，成績(jī)實(shí)體和排名實(shí)體均有語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、物理、化學(xué)、政治、歷史、地理、生物、總分這些屬性，并且一個(gè)學(xué)生對(duì)應(yīng)著多個(gè)成績(jī)和多個(gè)排名，他們是一對(duì)多的關(guān)系。圖2描述了學(xué)生參加考試的實(shí)體聯(lián)系。

按照學(xué)生參加考試的實(shí)體聯(lián)系圖的描述，很容易設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)庫(kù)中表的結(jié)構(gòu)。為方便在實(shí)際使用中將Excel數(shù)據(jù)表直接導(dǎo)出為數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表，筆者將考試主題作為數(shù)據(jù)表表名，將“學(xué)生”、“成績(jī)”、“排名”實(shí)體的屬性作為字段，具體見表2數(shù)據(jù)表各字段設(shè)計(jì)。

● 成績(jī)查詢應(yīng)用開發(fā)

根據(jù)以上設(shè)計(jì)，筆者從服務(wù)器端構(gòu)建Web API和在Android終端構(gòu)建應(yīng)用程序兩方面說明成績(jī)查詢應(yīng)用的開發(fā)過程。

1.服務(wù)器端利用ASP構(gòu)建JSON格式的Web API

在JSON官網(wǎng)中下載JSON_2.0.4.asp作為JSON的類被調(diào)用，通過Set o = jsObject（ ）定義一個(gè)名稱為o的JSON類對(duì)象，旗下有四個(gè)子對(duì)象，名稱為“主題”、“學(xué)生”、“各科成績(jī)”、“各科排信名”，定義如下：Set o（"主題"） = jsObject（ ）、Set o（"學(xué)生"） = jsObject（ ）、Set o（"各科成績(jī)"） = jsObject（ ）、Set o（"各科排名"） = jsObject（ ）。獲取數(shù)據(jù)表的表名作為查詢成績(jī)的“主題”，通過request（ ）獲取Android終端傳遞過來的統(tǒng)考號(hào)，并將統(tǒng)考號(hào)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表中學(xué)生的信息，將“統(tǒng)考號(hào)”、“姓名”作為“學(xué)生”對(duì)象的"名稱：值"對(duì)，同理將關(guān)聯(lián)的學(xué)生各科科目和各科成績(jī)作為“各科成績(jī)”對(duì)象的"名稱：值"，將關(guān)聯(lián)的學(xué)生各科科目和各科排名作為“各科排名”對(duì)象的"名稱：值"對(duì)，通過表3代碼生成完整的JSON對(duì)象供Android終端調(diào)用。至此，關(guān)聯(lián)服務(wù)器和終端的Web API構(gòu)建完成。

2.利用App Inventor構(gòu)建Android終端應(yīng)用程序

終端程序的界面設(shè)計(jì)如表4所示，設(shè)計(jì)界面用到了一個(gè)屏幕組件、八個(gè)標(biāo)簽組件、兩個(gè)文本輸入框組件、一個(gè)按鈕組件、兩個(gè)表格布局組件和兩個(gè)Web客戶端組件等，其中Web客戶端組件為非可視組件，它是使用異步通信協(xié)議來獲取Web API的JSON數(shù)據(jù)的。

終端程序的代碼設(shè)計(jì)分兩部分：程序的初始化和查詢按鈕事件。當(dāng)程序初始化的時(shí)候，通過Web組件的地址請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)表的名稱作為本次查詢的考試主題，顯示在lbsubject標(biāo)簽里。當(dāng)用戶輸入統(tǒng)考號(hào)和姓名后，點(diǎn)擊“查詢”按鈕觸發(fā)按鈕事件，程序按照Web API的地址格式生成URL供Web組件調(diào)用，向Web API發(fā)出GET請(qǐng)求。當(dāng)Web組件獲得JSON格式的文本后，將文本按照J(rèn)SON格式解碼，生成類似于（"主題"："2013年高考"，"學(xué)生"：（"021600201"："陳寶儀"），"各科成績(jī)"：（"021600201"：（"語(yǔ)文"："117.5"，"數(shù)學(xué)"："120"）），"各科排名"：（"021600201"：（"語(yǔ)文排名"："34"，"數(shù)學(xué)排名"："50"）））的鍵值對(duì)，檢查輸入的統(tǒng)考號(hào)和姓名合法后，進(jìn)一步查找“各科成績(jī)”和“各科排名”的鍵值對(duì)，最后作輸出格式化處理，輸出到Android系統(tǒng)的終端。如果檢查到輸入的信息不合法，則輸出“輸入的信息不正確”的提示。關(guān)鍵源代碼如上頁(yè)圖3所示。

筆者利用上述技術(shù)開發(fā)的Web API部署在服務(wù)器端Windows 2003系統(tǒng)的IIS里，以MYSQL作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，用App Inventor生成的apk文件運(yùn)行在Android系統(tǒng)里。筆者在上述運(yùn)行環(huán)境中多次測(cè)試成功并實(shí)際應(yīng)用到學(xué)生群體中。用到的源文件可從以下地址下載，鏈接：http：//pan.baidu.com/share/link？shareid=3258655633&uk=707995714&third=15，密碼：4sq5。