MENU
  1. ホーム
  2. C 언어
  3. C 언어에서 반복문을 활용한 JSON 데이터 파싱 방법

C 언어에서 반복문을 활용한 JSON 데이터 파싱 방법

C 언어

C 언어로 JSON 데이터를 다루는 것은 데이터 구조를 정확히 이해하고 이를 효과적으로 처리하는 기술이 필요합니다. 특히, 반복문을 활용한 JSON 데이터의 파싱은 대규모 데이터 집합을 다룰 때 필수적인 기법입니다. 본 기사에서는 C 언어에서 JSON 데이터를 처리하기 위한 기본 개념과 라이브러리 활용법, 그리고 반복문을 통해 데이터를 효율적으로 파싱하는 방법을 체계적으로 설명합니다. 이를 통해 실무에서 JSON 데이터를 다루는 데 필요한 필수적인 지식을 습득할 수 있습니다.

목차

JSON 데이터와 C 언어의 상호작용 이해


JSON(JavaScript Object Notation)은 가볍고 가독성이 좋은 데이터 교환 형식으로, C 언어에서도 널리 사용됩니다. 그러나 C 언어는 기본적으로 JSON 처리를 위한 내장 기능이 없으므로 외부 라이브러리를 활용해야 합니다.

JSON의 데이터 표현


JSON 데이터는 키-값 쌍의 객체 형태나 배열 형태로 표현됩니다.

  • 객체: {"name": "Alice", "age": 25}
  • 배열: [1, 2, 3, 4]

C 언어에서 JSON 데이터를 처리하는 방법


C 언어는 JSON 문자열을 분석하고 데이터로 변환하기 위해 라이브러리의 도움을 받아야 합니다. 이 과정은 JSON 데이터를 트리 구조의 메모리 객체로 변환하여 접근 가능하게 만듭니다.

필요한 라이브러리

  1. cJSON: 경량 라이브러리로 JSON 데이터의 생성, 수정, 파싱이 가능합니다.
  2. Jansson: 보다 고급 기능을 제공하며, 데이터 접근 및 관리가 용이합니다.

C 언어에서 JSON 데이터를 다루기 위해서는 데이터 구조를 이해하고, 적절한 라이브러리를 선택해 사용하는 것이 중요합니다.

JSON 데이터 구조의 이해

JSON 데이터를 파싱하기 위해서는 JSON의 기본 구조와 데이터 유형을 이해하는 것이 필수적입니다.

JSON 데이터의 주요 구성 요소

  1. 키-값 쌍 (Key-Value Pair):
  • JSON은 { "key": "value" } 형태의 데이터를 사용합니다.
  • 키는 항상 문자열이고, 값은 다양한 데이터 유형이 가능합니다.
  1. 배열 (Array):
  • JSON 배열은 [value1, value2, value3] 형식입니다.
  • 배열 안에는 객체나 다른 배열도 포함될 수 있습니다.
  1. 중첩 구조:
  • JSON 데이터는 객체 안에 또 다른 객체나 배열을 포함할 수 있습니다.
  • 예: { "user": { "name": "Alice", "age": 25 }, "scores": [90, 85, 88] }

JSON 데이터의 트리 구조


JSON은 본질적으로 트리 구조를 따릅니다.

  • 루트 노드: JSON 데이터의 최상위 요소입니다.
  • 리프 노드: 키-값 쌍의 값 또는 배열의 개별 요소로 이루어져 있습니다.

파싱을 위한 반복문 설계

  1. 객체 순회:
  • JSON 객체 내부의 각 키-값 쌍을 반복문으로 순회하며 데이터를 추출합니다.
  • 예: for each key in object
  1. 배열 순회:
  • 배열 내부의 각 요소를 순회하며 데이터를 읽습니다.
  • 예: for (i = 0; i < array_length; i++)

JSON 데이터 구조를 명확히 이해하면, 반복문을 활용한 파싱 로직을 설계할 때 오류를 줄이고 효율성을 높일 수 있습니다.

주요 JSON 라이브러리 소개

C 언어에서는 JSON 데이터를 처리하기 위해 외부 라이브러리를 활용합니다. 주요 라이브러리인 cJSON과 Jansson은 각각의 특성과 장점이 있습니다.

cJSON


cJSON은 경량 JSON 처리 라이브러리로, 간단하고 빠른 JSON 데이터 처리를 위해 설계되었습니다.

  • 장점:
  • 소규모 프로젝트에 적합한 가벼운 라이브러리입니다.
  • JSON 데이터의 생성, 수정, 파싱 기능을 제공합니다.
  • 사용법 예제:
    JSON 문자열을 객체로 변환:
  cJSON *json = cJSON_Parse("{\"name\": \"Alice\", \"age\": 25}");
  const char *name = cJSON_GetObjectItem(json, "name")->valuestring;
  int age = cJSON_GetObjectItem(json, "age")->valueint;
  cJSON_Delete(json);

Jansson


Jansson은 보다 정교하고 강력한 JSON 처리 기능을 제공합니다.

  • 장점:
  • 다중 쓰레드 환경에서 안전합니다.
  • JSON 데이터를 파일과 메모리 간에 쉽게 변환할 수 있습니다.
  • 사용법 예제:
    JSON 파일에서 데이터 읽기:
  json_t *root;
  json_error_t error;
  root = json_load_file("data.json", 0, &error);
  if (!root) {
      printf("Error: %s\n", error.text);
      return;
  }
  const char *name = json_string_value(json_object_get(root, "name"));
  int age = json_integer_value(json_object_get(root, "age"));
  json_decref(root);

라이브러리 선택 가이드

  • 소규모 프로젝트: cJSON이 간단하고 적합합니다.
  • 대규모 프로젝트: Jansson은 안정성과 기능 측면에서 더 유리합니다.

이 라이브러리들은 JSON 데이터 파싱과 관련된 복잡한 작업을 간소화하여 효율성을 높입니다. 선택은 프로젝트의 요구사항에 따라 달라질 수 있습니다.

반복문을 활용한 데이터 순회

반복문은 JSON 데이터를 효율적으로 순회하며 필요한 정보를 추출하는 데 매우 유용합니다. 객체와 배열과 같은 JSON의 주요 데이터 구조에서 반복문을 사용하는 방법을 살펴보겠습니다.

JSON 객체에서 키-값 순회


JSON 객체는 키-값 쌍으로 구성되어 있으므로, 반복문을 사용하여 각각의 요소를 접근할 수 있습니다.

cJSON 예제:

cJSON *json = cJSON_Parse("{\"name\": \"Alice\", \"age\": 25, \"city\": \"New York\"}");
cJSON *current_element = NULL;

cJSON_ArrayForEach(current_element, json) {
    printf("Key: %s, Value: %s\n", current_element->string, cJSON_Print(current_element));
}
cJSON_Delete(json);


출력:

Key: name, Value: "Alice"
Key: age, Value: 25
Key: city, Value: "New York"

JSON 배열에서 요소 순회


배열 내부 요소는 인덱스를 통해 접근할 수 있습니다.

Jansson 예제:

json_t *array = json_loads("[\"Alice\", \"Bob\", \"Charlie\"]", 0, NULL);

size_t index;
json_t *value;
json_array_foreach(array, index, value) {
    printf("Index %zu: %s\n", index, json_string_value(value));
}
json_decref(array);


출력:

Index 0: Alice
Index 1: Bob
Index 2: Charlie

중첩된 JSON 데이터 순회


중첩된 JSON 구조에서는 객체와 배열을 조합하여 반복적으로 순회합니다.

예제:

cJSON *json = cJSON_Parse("{\"users\": [{\"name\": \"Alice\"}, {\"name\": \"Bob\"}]}");
cJSON *users = cJSON_GetObjectItem(json, "users");
cJSON *user = NULL;

cJSON_ArrayForEach(user, users) {
    printf("User: %s\n", cJSON_GetObjectItem(user, "name")->valuestring);
}
cJSON_Delete(json);


출력:

User: Alice
User: Bob

반복문 활용 시 유의사항

  • 데이터 타입 확인: 각 요소의 데이터 타입이 예상과 다른 경우 예외 처리가 필요합니다.
  • 에러 처리: JSON 파싱이 실패했을 경우를 대비하여 null 포인터 검사를 반드시 수행해야 합니다.

반복문을 통해 JSON 데이터를 순회하면 대규모 데이터에서 필요한 정보를 효율적으로 추출할 수 있습니다.

에러 처리 및 디버깅

JSON 데이터를 파싱하는 과정에서는 다양한 오류가 발생할 수 있습니다. 이러한 오류를 적절히 처리하고 디버깅하는 것은 안정적인 프로그램 개발의 핵심 요소입니다.

JSON 파싱 중 발생 가능한 오류

  1. 잘못된 JSON 형식:
  • JSON 문자열이 규격에 맞지 않는 경우 발생합니다.
  • 예: 중괄호 {}나 대괄호 []의 누락, 잘못된 구문.
  1. 메모리 부족:
  • JSON 데이터가 너무 커서 메모리를 초과할 때 발생합니다.
  1. NULL 값 접근:
  • 존재하지 않는 키나 잘못된 데이터 타입에 접근하려 할 때 발생합니다.

에러 처리 방법

cJSON 예제:

cJSON *json = cJSON_Parse("{\"name\": \"Alice\", \"age\": 25}");
if (json == NULL) {
    printf("Error parsing JSON: %s\n", cJSON_GetErrorPtr());
    return;
}
cJSON *name = cJSON_GetObjectItem(json, "name");
if (name == NULL || !cJSON_IsString(name)) {
    printf("Error: 'name' is not a valid string.\n");
}
cJSON_Delete(json);

Jansson 예제:

json_error_t error;
json_t *root = json_loads("{\"name\": \"Alice\", \"age\": 25}", 0, &error);
if (!root) {
    printf("Error: %s at line %d, column %d\n", error.text, error.line, error.column);
    return;
}
json_t *name = json_object_get(root, "name");
if (!json_is_string(name)) {
    printf("Error: 'name' is not a valid string.\n");
}
json_decref(root);

디버깅 방법

  1. JSON 유효성 검사:
  • 파싱 전에 JSONLint 같은 도구를 사용하여 JSON 데이터를 검증합니다.
  1. 로그 추가:
  • JSON 데이터와 파싱 결과를 출력하여 문제를 추적합니다.
  • 예: JSON 문자열, 파싱된 객체의 값.
  1. 디버거 사용:
  • GDB와 같은 디버거를 사용하여 JSON 파싱 중 오류 발생 지점을 확인합니다.

JSON 데이터가 크거나 복잡할 때의 팁

  • 부분 파싱: JSON 데이터의 필요한 부분만 선택적으로 파싱하여 메모리와 시간을 절약합니다.
  • 스트림 파싱: JSON 데이터를 파일로 처리하여 메모리 부담을 줄입니다.

효율적인 에러 처리와 디버깅은 JSON 데이터 처리 과정에서 예상치 못한 문제를 줄이고, 코드의 신뢰성과 안정성을 높이는 데 기여합니다.

실전 예제: JSON 파싱 코드

다음은 반복문을 활용하여 JSON 데이터를 파싱하고 처리하는 구체적인 코드 예제입니다. 이 예제는 JSON 데이터에서 사용자 정보를 읽고 출력하는 과정을 보여줍니다.

JSON 데이터 구조

{
    "users": [
        {"id": 1, "name": "Alice", "email": "alice@example.com"},
        {"id": 2, "name": "Bob", "email": "bob@example.com"},
        {"id": 3, "name": "Charlie", "email": "charlie@example.com"}
    ]
}

cJSON을 활용한 파싱 예제

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "cJSON.h"

int main() {
    const char *json_data = "{"
        "\"users\": ["
            "{\"id\": 1, \"name\": \"Alice\", \"email\": \"alice@example.com\"},"
            "{\"id\": 2, \"name\": \"Bob\", \"email\": \"bob@example.com\"},"
            "{\"id\": 3, \"name\": \"Charlie\", \"email\": \"charlie@example.com\"}"
        "]"
    "}";

    // JSON 파싱
    cJSON *root = cJSON_Parse(json_data);
    if (root == NULL) {
        printf("Error parsing JSON data.\n");
        return 1;
    }

    // "users" 배열 접근
    cJSON *users = cJSON_GetObjectItem(root, "users");
    if (!cJSON_IsArray(users)) {
        printf("Error: 'users' is not an array.\n");
        cJSON_Delete(root);
        return 1;
    }

    // 배열 순회
    cJSON *user = NULL;
    cJSON_ArrayForEach(user, users) {
        cJSON *id = cJSON_GetObjectItem(user, "id");
        cJSON *name = cJSON_GetObjectItem(user, "name");
        cJSON *email = cJSON_GetObjectItem(user, "email");

        if (cJSON_IsNumber(id) && cJSON_IsString(name) && cJSON_IsString(email)) {
            printf("User ID: %d\n", id->valueint);
            printf("Name: %s\n", name->valuestring);
            printf("Email: %s\n", email->valuestring);
            printf("-------------------\n");
        }
    }

    // 메모리 해제
    cJSON_Delete(root);
    return 0;
}

실행 결과

User ID: 1
Name: Alice
Email: alice@example.com
-------------------
User ID: 2
Name: Bob
Email: bob@example.com
-------------------
User ID: 3
Name: Charlie
Email: charlie@example.com
-------------------

코드 분석

  1. JSON 데이터 파싱: cJSON_Parse를 사용해 JSON 문자열을 파싱하고, JSON 객체를 생성합니다.
  2. 배열 접근: cJSON_GetObjectItem으로 “users” 키에 해당하는 배열을 가져옵니다.
  3. 반복문: cJSON_ArrayForEach를 사용해 배열의 각 요소를 순회합니다.
  4. 데이터 추출: 객체의 특정 키 값(id, name, email)을 추출하고, 값의 유효성을 검사합니다.
  5. 메모리 관리: 사용한 JSON 객체는 cJSON_Delete를 통해 메모리를 해제합니다.

확장 아이디어

  • JSON 데이터가 파일에 저장된 경우, 파일 입출력을 추가하여 데이터를 읽어오도록 확장할 수 있습니다.
  • 데이터 필터링 로직을 추가하여 특정 조건에 맞는 사용자만 출력하도록 할 수 있습니다.

이 예제는 JSON 데이터를 실질적으로 처리하는 기본적인 기법을 보여주며, 이를 기반으로 다양한 응용을 구현할 수 있습니다.

요약

C 언어에서 JSON 데이터를 다루는 것은 데이터 구조의 이해와 적절한 라이브러리 선택이 필수적입니다. 본 기사에서는 JSON 데이터의 구조와 주요 라이브러리(cJSON, Jansson)를 소개하고, 반복문을 활용하여 JSON 데이터를 효율적으로 파싱하는 방법을 설명했습니다.

반복문을 사용한 실전 예제는 JSON 데이터를 순회하며 필요한 정보를 추출하는 과정을 구체적으로 보여줍니다. 또한, JSON 파싱 중 발생할 수 있는 오류를 처리하고 디버깅하는 방법을 다뤄, 안정적인 데이터 처리를 지원합니다. 이 가이드를 통해 JSON 데이터를 다루는 실무 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.

C 언어
C언어 JSON 파싱 반복문 프로그래밍
목차