JSON: co to je, struktura dat a princip fungování

Co je JSON?

JSON — je textový formát pro reprezentaci strukturovaných dat, založený na syntaxi JavaScript. Navzdory původu z JavaScriptu je formát zcela nezávislý na jazyce — existují parsery a serializátory pro všechny populární programovací jazyky.

Historie JSON začala na počátku 21. století, když Douglas Crockford oddělil podmnožinu syntaxe JavaScript pro výměnu dat. V roce 2013 byl formát standardizován jako ECMA-404 a později jako ISO/IEC 21778:2017. Název znamená JavaScript Object Notation.

Hlavní výhodou JSON je minimalistická syntaxe. Pro popis dat se používá pouze šest typů: string, číslo, boolean, null, pole a objekt. To stačí pro reprezentaci jakýchkoli datových struktur používaných v aplikacích.

Kde se JSON používá

• REST API — hlavní formát pro požadavky a odpovědi mezi serverem a klientem
• Konfigurační soubory — package.json, tsconfig.json, .prettierrc
• Databáze — MongoDB, PostgreSQL (JSONB), Firebase Firestore
• Mobilní aplikace — ukládání nastavení, ukládání do mezipaměti
• Webové technologie — WebSocket, Server-Sent Events, localStorage

Syntaxe a datové typy JSON

Syntaxe JSON je velmi jednoduchá: data jsou reprezentována jako páry klíč-hodnota, kde klíč je string v uvozovkách a hodnota je jedním ze šesti základních typů. Objekty jsou uzavřeny ve složených závorkách, pole v hranatých. Stringy povinně používají dvojité uvozovky, jednoduché uvozovky nejsou povoleny.

Čísla v JSON mohou být celá nebo s plovoucí desetinnou čárkou, kladná nebo záporná, s exponenciálním zápisem. Logické hodnoty jsou reprezentovány true a false a absence hodnoty null. Pole obsahují uspořádanou množinu hodnot libovolného typu, včetně vnořených polí a objektů.

{
  "name": "JSON",
  "type": "text",
  "version": 2024,
  "flexible": true,
  "extensions": null,
  "languages": [
    "JavaScript",
    "Python",
    "Java"
  ],
  "nested": {
    "info": "podpora vnořování"
  }
}

JSON v REST API

JSON je hlavní formát výměny dat pro REST API v mobilním a webovém vývoji. Server posílá JSON v těle odpovědi, klient — v těle požadavku. Standardní hlavička Content-Type pro JSON je application/json.

Moderní REST API používají JSON pro přenos všech typů dat: od jednoduchých seznamů po složité vnořené struktury se vztahy mezi entitami. Klientská knihovna (např. Axios v JavaScriptu nebo Retrofit na Androidu) automaticky serializuje a deserializuje JSON, čímž zbavuje vývojáře ručního parsování.

Důležitou výhodou JSON v REST API je možnost částečného přenosu dat (partial response) pomocí parametrů požadavku, stejně jako podpora vnořených zdrojů bez dalších požadavků na server.

Parsování JSON na mobilních platformách

Parsování JSON na mobilních platformách se provádí vestavěnými nástroji. Android používá knihovny Gson od Googlu nebo Moshi od Square, iOS — protokol Codable s JSONDecoder. Každá platforma poskytuje pohodlné nástroje pro převod JSON do nativních objektů a zpět.

JSON na Androidu (Kotlin)

Na Androidu je populární přístup s Gson nebo Moshi. Stačí definovat data class s anotacemi @SerializedName a zavolat fromJson pro deserializaci. Knihovna automaticky přiřazuje názvy polí v JSON k polím třídy.

import com.google.gson.Gson
import com.google.gson.annotations.SerializedName

data class User(
    @SerializedName("id") val id: Int,
    @SerializedName("name") val name: String,
    @SerializedName("email") val email: String
)

fun parseJson(jsonString: String): User {
    val gson = Gson()
    return gson.fromJson(jsonString, User::class.java)
}

JSON na iOS (Swift)

Na iOS se používá vestavěný protokol Codable s JSONDecoder. Struktura dat je deklarována jako struct s protokolem Codable, poté je JSON parsován jedním řádkem. JSONEncoder provádí reverzní serializaci — převádí objekt na JSON pro odeslání na server.

import Foundation

struct User: Codable {
    let id: Int
    let name: String
    let email: String
}

func parseJSON(from data: Data) throws -> User {
    let decoder = JSONDecoder()
    return try decoder.decode(User.self, from: data)
}

JSON vs XML: srovnání formátů

JSON a XML — dva hlavní formáty pro přenos strukturovaných dat. JSON vítězí v jednoduchosti a výkonu, XML v přesnosti a validaci. Volba mezi nimi závisí na požadavcích projektu: pro REST API se častěji volí JSON, pro složité dokumenty se schématy — XML.

XML vyžaduje uzavírací tagy pro každý prvek, což zvyšuje velikost dat 2-3krát ve srovnání s JSON. Zároveň XML podporuje jmenné prostory, schémata XSD, atributy a transformaci XSLT, což jej činí výkonnějším pro úkoly toku dokumentů a integrace podnikových systémů.

Příklady práce s JSON

Příklady demonstrují typické operace s JSON v mobilním vývoji: parsování API odpovědí, vytváření JSON pro odeslání a zpracování vnořených struktur. Porozumění těmto vzorům je nezbytné pro každého vývojáře mobilních aplikací.

Serializace objektu do JSON

V JavaScriptu JSON.stringify převádí objekt na JSON řetězec. Druhým argumentem lze předat pole klíčů pro selektivní serializaci nebo náhradní funkci. Třetí argument nastavuje odsazení pro formátování.

interface Order {
  id: string;
  items: OrderItem[];
  total: number;
  createdAt: string;
}

const order: Order = {
  id: 'ord_001',
  items: [{ product: 'phone', quantity: 2 }],
  total: 1599.98,
  createdAt: '2026-07-03T10:00:00Z'
};

const jsonString = JSON.stringify(order, null, 2);

Parsování vnořeného JSON

V Kotlinu s knihovnou Moshi jsou vnořené JSON objekty zpracovávány prostřednictvím vnořených data class. Anotace @Json označuje název pole v JSON, pokud se liší od názvu vlastnosti třídy. Pole jsou reprezentována jako List s typem prvku.

import com.squareup.moshi.Moshi
import com.squareup.moshi.kotlin.reflect.KotlinJsonAdapterFactory

data class ApiResponse(
    val status: String,
    val data: List<Product>,
    val pagination: Pagination
)

data class Product(
    val id: Int,
    val title: String,
    val price: Double
)

data class Pagination(
    val page: Int,
    val total: Int
)

val moshi = Moshi.Builder()
    .add(KotlinJsonAdapterFactory())
    .build()

JSON Schema: validace struktury

JSON Schema — je jazyk pro popis struktury dokumentu JSON, analogický XSD pro XML. Pomocí JSON Schema lze nastavit povinná pole, datové typy, rozsahy hodnot, vzory řetězců a vnořenou strukturu. Validace podle schématu odhaluje chyby dat před jejich zpracováním v aplikaci.

JSON Schema je široce používána v OpenAPI (Swagger) pro dokumentaci REST API, ve formulářích pro validaci vstupních dat a v testování. Soubor schématu je sám o sobě JSON dokumentem, což umožňuje použití standardních JSON parserů pro jeho čtení. Existují online validátory a knihovny pro všechny populární programovací jazyky.

V mobilním vývoji se JSON Schema používá pro validaci odpovědí serveru ve fázi testování a pro kontrolu konfiguračních souborů. Knihovny jako network-validator na Androidu a json-schema-validator umožňují zabudovat validaci přímo do vývojového procesu, čímž předcházejí chybám v raných fázích.