利用JSON構建Android終端的Web API

趙超鴻

摘要：筆者通過對JSON數據格式的研究，結合實際需求，利用ASP實現對Web API的自定義構建，提供給AppInventor調用，從而實現了Web API在基于Android系統的學生成績查詢的應用。

關鍵詞：JSON、Web API；AppInventor；"名稱：值"對；鍵值對

中圖分類號：G481 文獻標識碼：A 論文編號：1647-2117（2015）05-0074-04

Web2.0時代，隨著移動終端的普及，移動應用滲透到每個人的日常生活中，人們隨時隨地通過網絡訪問各類網站，網站不僅要滿足人對機器的訪問模式，而且還需提供機器對機器的訪問模式，以便移動終端快速獲取信息。在機器對機器的訪問模式中，提供數據的一方被稱為網絡服務（Web Service），而客戶端應用與網絡服務之間的通信協議則稱為網絡應用程序接口，簡稱Web API。在網絡通訊過程中，服務器端的Web Service根據需求生成某種格式的數據供客戶端的Web API調用。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，從而發現信息的內在價值，實現創新。誠然，我們也可以根據規則自定義自己需要的Web API，供客戶端調用。

Web API地址的表示形式是http：//URL：port？tag=value，其中URL表示Web API服務器地址，port表示通訊端口，tag表示要傳遞參數值的引用，value表示傳遞的參數。用來表示Web API的數據格式一般有JSON和XML兩種，這兩種格式的優缺點為：①可讀性：JSON偏向于符號表示，XML偏向于單詞表示，兩者各具優勢。②簡潔性：JSON優于XML，JSON更接近類C語言的描述，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，在服務器端可以使用ASP、 C、 C#、ColdFusion、 Java、 JavaScript、 Perl、 PHP、Python、 Ruby等60多種語言生成，官方網站（http：//www.json.org/json-zh.html）已經提供支持各種語言的封裝函數；而XML則相對復雜，不管在服務器端還是在客戶端都需要花費大量的代碼來解析維護。④安全性：由于JSON可以使用eval（ ）來解釋，安全性會稍微比XML差。

根據以上分析，對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來描述數據格式。

JSON（JavaScript Object Notation） 是一種輕量級的數據交換格式，它基于JavaScript語言，遵守ECMA-262標準。JSON的構建基于"名稱：值"對的集合和值的有序列表兩種，前者稱為對象（object），后者稱為數組（array），對象和數組之間可以互相嵌套，如{"021600201"：[{"語文"："117.5"，"語文排名"："50"}，{"數學"："112"，"數學排名"："125"}]}。JSON在“值”的表達上使用Unicode編碼生成諸如{"學生"：{"021600201"："＼u9648＼u5B9D＼u4EEA"}}這樣格式的數據。我們利用BEJSON網站（網址：http：//www.bejson.com/）校驗以上兩個JSON格式數據的有效性，格式化后的JSON如下頁表1。

為使Android終端能獲取Web API傳遞過來的JSON格式數據，筆者使用了AppInventor作為終端應用程序開發工具。App Inventor是一款手機編程軟件，它采用Open Blocks Java Library來創建可視化的模塊編程語言，允許沒有編程知識的用戶以拖拽特定的應用程序行為模塊來創建Android應用。App Inventor整個項目建立在云服務器上，只要輸入具體的網址（官方網址：http：//contest.appinventor.mit.edu/），通過Gmail郵箱登錄即可訪問，開發的源程序以AIA格式打包，實時保存在遠程服務器上，只要開發者能上網，就能隨時隨地打開自己創建的項目。App Inventor還內置了模擬器和AI伴侶，可以通過模擬器調試，或通過AI伴侶在手機中調試。利用App Inventor開發音樂制作、視頻互動、語音識別、GPS定位等移動設備上的高科技應用，也可以設計如小調查、小測驗、互動學習反饋等移動設備上的教育應用軟件。對于輕量級的手機終端應用開發，App Inventor無疑是最佳的選擇。

筆者所在單位因每學期學生放假旅游導致無法及時在PC終端查詢考試成績，面對大批量的出游學生，筆者擬利用JSON構建Web API，并使用App Inventor來開發一個基于Android系統的成績查詢應用。

● 成績查詢應用設計

該應用程序要求功能單一，界面簡潔，安全實用，少耗流量。據此，成績查詢應用設計流程如下：利用App Inventor構建的Android手機終端應用在初始化的時候獲取Web API中當前考試的主題，顯示在“考試主題”欄。學生輸入統考號和姓名，點擊“查詢”按鈕，應用程序將請求發送給服務器端ASP構建的Web API，Web API通過分析數據的合法性，打包成SQL指令向網絡數據庫發起請求，網絡數據庫根據查詢結果返回數據集給Web API，Web API把數據集格式化為JSON數據格式，最終給應用程序調用，顯示查詢結果。圖1描述了上述的整個過程。

通過對學生參加考試后查詢成績這個事件分析得知，學生實體與成績實體和排名實體發生聯系。對于學生來說，學生實體有統考號和姓名兩個屬性；對于學生的成績來說，成績實體和排名實體均有語文、數學、英語、物理、化學、政治、歷史、地理、生物、總分這些屬性，并且一個學生對應著多個成績和多個排名，他們是一對多的關系。圖2描述了學生參加考試的實體聯系。

按照學生參加考試的實體聯系圖的描述，很容易設計出數據庫中表的結構。為方便在實際使用中將Excel數據表直接導出為數據庫中對應的數據表，筆者將考試主題作為數據表表名，將“學生”、“成績”、“排名”實體的屬性作為字段，具體見表2數據表各字段設計。

● 成績查詢應用開發

根據以上設計，筆者從服務器端構建Web API和在Android終端構建應用程序兩方面說明成績查詢應用的開發過程。

1.服務器端利用ASP構建JSON格式的Web API

在JSON官網中下載JSON_2.0.4.asp作為JSON的類被調用，通過Set o = jsObject（ ）定義一個名稱為o的JSON類對象，旗下有四個子對象，名稱為“主題”、“學生”、“各科成績”、“各科排信名”，定義如下：Set o（"主題"） = jsObject（ ）、Set o（"學生"） = jsObject（ ）、Set o（"各科成績"） = jsObject（ ）、Set o（"各科排名"） = jsObject（ ）。獲取數據表的表名作為查詢成績的“主題”，通過request（ ）獲取Android終端傳遞過來的統考號，并將統考號關聯數據表中學生的信息，將“統考號”、“姓名”作為“學生”對象的"名稱：值"對，同理將關聯的學生各科科目和各科成績作為“各科成績”對象的"名稱：值"，將關聯的學生各科科目和各科排名作為“各科排名”對象的"名稱：值"對，通過表3代碼生成完整的JSON對象供Android終端調用。至此，關聯服務器和終端的Web API構建完成。

2.利用App Inventor構建Android終端應用程序

終端程序的界面設計如表4所示，設計界面用到了一個屏幕組件、八個標簽組件、兩個文本輸入框組件、一個按鈕組件、兩個表格布局組件和兩個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議來獲取Web API的JSON數據的。

終端程序的代碼設計分兩部分：程序的初始化和查詢按鈕事件。當程序初始化的時候，通過Web組件的地址請求返回數據表的名稱作為本次查詢的考試主題，顯示在lbsubject標簽里。當用戶輸入統考號和姓名后，點擊“查詢”按鈕觸發按鈕事件，程序按照Web API的地址格式生成URL供Web組件調用，向Web API發出GET請求。當Web組件獲得JSON格式的文本后，將文本按照JSON格式解碼，生成類似于（"主題"："2013年高考"，"學生"：（"021600201"："陳寶儀"），"各科成績"：（"021600201"：（"語文"："117.5"，"數學"："120"）），"各科排名"：（"021600201"：（"語文排名"："34"，"數學排名"："50"）））的鍵值對，檢查輸入的統考號和姓名合法后，進一步查找“各科成績”和“各科排名”的鍵值對，最后作輸出格式化處理，輸出到Android系統的終端。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。關鍵源代碼如上頁圖3所示。

筆者利用上述技術開發的Web API部署在服務器端Windows 2003系統的IIS里，以MYSQL作為后臺數據庫，用App Inventor生成的apk文件運行在Android系統里。筆者在上述運行環境中多次測試成功并實際應用到學生群體中。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。