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アクションメソッドと構造不定の JSON (CORE)

by WebSurfer 23. August 2021 18:54

クライアントから ASP.NET Core MVC や Web API のアクションメソッドに送信されてくる JSON 文字列の構造が不定の場合、どのように受け取って処理できるかという話を書きます。(.NET Core 3.x 以降の話です。.NET Framework および .NET Core 2.x 以前は未検証・未確認です)

JSON 文字列から指定した name の value を取得

(注: 以下は MVC のアクションメソッドを例に取って書いていますが、Web API のアクションメソッドでもモデルバインディングの関係は全く同じです)

クライアントから送信されてくる JSON 文字列の構造が常に同じなら、先の記事「JSON 文字列から C# のクラス定義生成」に書いたような手段で C# のクラス定義を生成し、それをアクションメソッドの引数に設定してやれば、フレームワーク組み込みのモデルバインダが JSON 文字列を C# のオブジェクトにデシリアライズしてバインドしてくれます。

しかし、JSON 文字列の構造が不定の場合は C# のクラス定義ができません。それでも ASP.NET のフレームワークがモデルバインディングしてくれるようにするにはどのようにしたらいいでしょう?

構造が不定とは言っても必要な情報のある JSON 文字列 {"name" : "value"} の name は事前に分かっているのであれば、それに該当する value はJsonElement オブジェクトとして取得できます(詳しくは先の記事「JSON 文字列から指定した name の value を取得」を見てください)。それで目的が果たせるのであればその方向で進めるのが良さそうです。

クライアントから送信されてきた構造不定の JSON 文字列を、アクションメソッドでどのように受け取って JsonElement オブジェクトにデシリアライズするかですが、それはフレームワーク組み込みのモデルバインダが自動的に行ってくれます。

具体例は下のサンプルコードの Full アクションメソッドを見てください。JsonElement 型の引数を設定するだけで、自動的にクライアントから送信されてきた JSON 文字列をデシリアライズしてバインドしてくれます。

using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using MvcCore5App4.Models;
using System.Text.Json;

namespace MvcCore5App4.Controllers
{
    public class JsonController : Controller
    {
        [HttpPost]
        public IActionResult Partial([FromBody] Rootobject postedObject)
        {
            JsonElement element = postedObject.Response.Result.ObjectArray;
            return Content(element.ToString());
        }

        [HttpPost]
        public IActionResult Full([FromBody] JsonElement postedObject)
        {
            JsonElement? element = FindElementByName(postedObject, "ObjectArray");

            string returnValue = (element != null) ?
                element.Value.ToString() : "ObjectArray は取得できません";

            return Content(returnValue);
        }


        private JsonElement? FindElementByName(JsonElement jelem, string name)
        {
            if (jelem.ValueKind == JsonValueKind.Object)
            {
                foreach (JsonProperty jprop in jelem.EnumerateObject())
                {
                    if (jprop.Name == name)
                    {
                        return jprop.Value;
                    }
                    else
                    {
                        JsonElement? retVal = FindElementByName(jprop.Value, name);
                        if (retVal != null)
                        {
                            return retVal;
                        }
                    }
                }
            }
            else if (jelem.ValueKind == JsonValueKind.Array)
            {
                foreach (JsonElement jelemInArray in jelem.EnumerateArray())
                {
                    JsonElement? retVal = FindElementByName(jelemInArray, name);
                    if (retVal != null)
                    {
                        return retVal;
                    }
                }
            }
            else
            {
                return null;
            }
            return null;
        }
    }
}

送信した JSON 文字列のサンプルは以下の通りです。先の記事「JSON 文字列から指定した name の value を取得」に書いたものと同じです。

{
  "Title": "This is my title",
  "Response": {
    "Version": 1,
    "StatusCode": "OK",
    "Result": {
      "Profile": {
        "UserName": "SampleUser",  
        "IsMobileNumberVerified": false,
        "MobilePhoneNumber": null
      },
      "ObjectArray" : [
          {"Code": 2000,"Description": "Fail"},
          {"Code": 3000,"Description": "Success"}
      ],
      "lstEnrollment": "2021-2-5"
    },
    "Message": {
      "Code": 1000,      
      "Description": "OK"
    }
  },
  "StringArray" : ["abc", "def", "ghi"]
}

JSON 文字列まるまる全部の構造が不定なわけではなく、特定の項目だけが不定の場合は別の方法があります。例えば、上の JSON 文字列の中で "ObjectArray" の value のみが不定だとします。

その場合は、上の JSON 文字列から Visual Studio の機能を利用して生成したクラス定義の中の ObjectArray プロパティの型を JsonElement に書き換えてやります。具体的には以下の通りです。

using System.Text.Json;

namespace MvcCore5App4.Models
{
    // Visual Studio を利用して JSON 文字列から生成したクラス定義
    public class Rootobject
    {
        public string Title { get; set; }
        public Response Response { get; set; }
        public string[] StringArray { get; set; }
    }

    public class Response
    {
        public int Version { get; set; }
        public string StatusCode { get; set; }
        public Result Result { get; set; }
        public Message Message { get; set; }
    }

    public class Result
    {
        public Profile Profile { get; set; }

        // ObjectArray の value の構造が不定ということで書き換え
        //public Objectarray[] ObjectArray { get; set; }
        public JsonElement ObjectArray { get; set; }
        
        public string lstEnrollment { get; set; }
    }

    public class Profile
    {
        public string UserName { get; set; }
        public bool IsMobileNumberVerified { get; set; }
        public object MobilePhoneNumber { get; set; }
    }

    // ObjectArray クラスの定義は不要なのでコメントアウト
    //public class Objectarray
    //{
    //    public int Code { get; set; }
    //    public string Description { get; set; }
    //}

    public class Message
    {
        public int Code { get; set; }
        public string Description { get; set; }
    }
}

上の Rootobject クラスをアクションメソッドの引数に設定してやれば、ObjectArray プロパティには JsonElement 型、それ以外は上の定義に指定した通りの型にデシリアライズしてくれます。

そのアクションメソッドの具体例は上のコントローラのサンプルコードの Partial アクションメソッドを見てください。アクションメソッドの実行結果が上の画像です。

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CORE

JSON 文字列から指定した name の value を取得

by WebSurfer 11. February 2021 18:12

JSON 形式の文字列 {"name":"value"} から name を指定して value を取得する C# のプログラムのサンプルを書きます。

JSON 文字列から指定した name の value を取得

先の記事「Json.NET の JToken をパース」と「System.Text.Json の JsonElement をパース」で、Json.NET (Newtonsoft.Json) と System.Text.Json を使って JSON 文字列をパースするサンプルを書きました。

先の記事のサンプルの使い道はなさそうですが、その応用でいろいろできそうということで、まず JSON 文字列を JToken (Json.NET) または JsonElement (System.Text.Json) にデシリアライズしたオブジェクトから、name を指定して再帰的に value 値を取得するコードを書いてみました。

それが何の役に立つかというと、例えば JSON 文字列構造が不定なので特定のクラスにデシリアライズできないが、必要な情報のある name は事前に分かっているのでそれに該当する value を取得できれば目的は果たせるというようなケースです。

レアケースかもしれませんけど、ASP.NET Forum でそういう話があったので考えてみました。

JToken (Json.NET) および JsonElement (System.Text.Json) の両方の場合のサンプルコードを以下にアップしておきます。

(1) JToken (Json.NET)

Json.NET (Newtonsoft.Json) の DeserializeObject メソッドで JSON 文字列を JToken クラスのオブジェクトにデシリアライズし、その中から name が "ObjectArray" の value 値を FindJTokenByName メソッドで取得しています。

その結果を Visual Studio 2019 のデバッガで見たのが上の画像です。元になる JSON 文字列はこの記事の下の方に書いてありますのでそちらを見てください。

using System;
using System.Collections.Generic;
using Newtonsoft.Json;
using Newtonsoft.Json.Linq;
using System.IO;

namespace NewtonsoftJson
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string path = @"C:\Users\...\NewtonsoftJson\";
            string file = "TextFile5.txt";
            string jsonText = "";
            using (StreamReader sr = File.OpenText(path + file))
            {
                jsonText = sr.ReadToEnd();
            }

            JToken jtoken = JsonConvert.DeserializeObject<JToken>(jsonText);
            Parse(0, jtoken);
            JToken token = FindJTokenByName(jtoken, "ObjectArray");
        }

        private static void Parse(int padding, JToken jtoken)
        {
            // ・・・略・・・
        }

        private static JToken FindJTokenByName(JToken jtoken, string name)
        {
            if (jtoken is JObject)
            {
                foreach (KeyValuePair<string, JToken> kvp in (JObject)jtoken)
                {
                    if (kvp.Key == name)
                    {
                        return kvp.Value;
                    }
                    else
                    {
                        JToken retVal = FindJTokenByName(kvp.Value, name);
                        if (retVal != null)
                        {
                            return retVal;
                        }
                    }
                }
            }
            else if (jtoken is JArray)
            {
                foreach (JToken jtokenInArray in (JArray)jtoken)
                {
                    JToken retVal = FindJTokenByName(jtokenInArray, name);
                    if (retVal != null)
                    {
                        return retVal;
                    }
                }
            }
            else
            {
                return null;
            }
            return null;
        }
    }
}

(2) JsonElement (System.Text.Json)

System.Text.Json の Deserialize メソッドで JSON 文字列を JsonElement 構造体のオブジェクトにデシリアライズし、その中から name が "ObjectArray" の value 値を FindElementByName メソッドで取得しています。

using System;
using System.Text.Json;
using System.Text.Encodings.Web;
using System.Text.Unicode;
using System.IO;

namespace ConsoleAppJson
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string path = @"C:\Users\surfe...\ConsoleAppJson\";
            string file = "TextFile5.txt";
            string jsonText = "";

            using (StreamReader sr = File.OpenText(path + file))
            {
                jsonText = sr.ReadToEnd();
            }

            JsonElement jsonElement = JsonSerializer.Deserialize<JsonElement>(jsonText);
            Parse(0, jsonElement);
            var jelem = FindElementByName(jsonElement, "ObjectArray");
        }

        private static void Parse(int padding, JsonElement jelem)
        {
            // ・・・略・・・
        }

        // JsonElement は構造体。見つからないと null が返ってくるので
        // 戻り値は JsonElement? として null 許容にした
        private static JsonElement? FindElementByName(JsonElement jelem, string name)
        {
            if (jelem.ValueKind == JsonValueKind.Object)
            {
                foreach (JsonProperty jprop in jelem.EnumerateObject())
                {
                    if (jprop.Name == name)
                    {
                        return jprop.Value;
                    }
                    else
                    {
                        JsonElement? retVal = FindElementByName(jprop.Value, name);
                        if (retVal != null)
                        {
                            return retVal;
                        }
                    }
                }
            }
            else if (jelem.ValueKind == JsonValueKind.Array)
            {
                foreach (JsonElement jelemInArray in jelem.EnumerateArray())
                {
                    JsonElement? retVal = FindElementByName(jelemInArray, name);
                    if (retVal != null)
                    {
                        return retVal;
                    }
                }
            }
            else
            {
                return null;
            }
            return null;
        }
    }
}

上のコードで使った TextFile5.txt の JSON 文字列は以下の通りです。

{
  "Title": "This is my title",
  "Response": {
    "Version": 1,
    "StatusCode": "OK",
    "Result": {
      "Profile": {
        "UserName": "SampleUser",  
        "IsMobileNumberVerified": false,
        "MobilePhoneNumber": null
      },
      "ObjectArray" : [
          {"Code": 2000,"Description": "Fail"},
          {"Code": 3000,"Description": "Success"}
      ],
      "lstEnrollment": "2021-2-5"
    },
    "Message": {
      "Code": 1000,      
      "Description": "OK"
    }
  },
  "StringArray" : ["abc", "def", "ghi"]
}

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.NET Framework

System.Text.Json の JsonElement をパース (CORE)

by WebSurfer 8. February 2021 13:03

.NET Core 3.0 以降で利用できる JsonSerializer クラスDeserialize<TValue>(String, JsonSerializerOptions) メソッドを使って JSON 文字列を JsonElement 構造体のオブジェクトにデシリアライズし、それをパースして下の画像のように表示する方法を書きます。

JsonElement をパース

基本的には先の記事「Json.NET の JToken をパース」と同じことを行っています。違うのは先の記事では JToken クラスにデシリアライズしていたものが JsonElement 構造体になったところです。

それに伴い、先の記事では JToken が JObject, JArray, JValue のどれにキャストできるかによってオブジェクトなのか配列なのかプリミティブ値なのかを調べてそれぞれ処理を分けていたところが、この記事の JsonElement の場合は JsonElement.ValueKind プロパティを使って JsonValueKind 列挙型のどれに該当するかを調べて処理を分けることになります。

また、foreach ループでの反復処理を、Object が対象の場合は JsonElement.EnumerateObject メソッドを使って、Array が対象の場合は JsonElement.EnumerateArray メソッドを使って列挙子を取得して行うところも先の記事とは異なります。

そのあたりは以下のサンプルコードのコメントに書きましたので見てください。

まず、Deserialize<JsonElement>(jsonText) で JSON 文字列を JsonElement 型のオブジェクトにデシリアライズします。その後 Parse メソッドで JsonElement オブジェクトの中身がプリミティブ型なのか Object なのか Array なのかを再帰的に解析し結果をコンソールに出力したのが上の画像です。

using System;
using System.Text.Json;
using System.Text.Encodings.Web;
using System.Text.Unicode;
using System.IO;

namespace ConsoleAppJson
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string path = @"C:\Users\...\ConsoleAppJson\";
            string file = "TextFile5.txt";
            string jsonText = "";

            using (StreamReader sr = File.OpenText(path + file))
            {
                jsonText = sr.ReadToEnd();
            }

            var jelem = JsonSerializer.Deserialize<JsonElement>(jsonText);
            Parse(0, jelem);
        }

        private static void Parse(int padding, JsonElement jelem)
        {
            // JsonElement.ValueKind プロパティを使って JsonValueKind 列挙型
            // のどれに該当するかを調べて処理を分ける
            if (jelem.ValueKind == JsonValueKind.False ||
                jelem.ValueKind == JsonValueKind.Null ||
                jelem.ValueKind == JsonValueKind.Number ||
                jelem.ValueKind == JsonValueKind.String ||
                jelem.ValueKind == JsonValueKind.True)
            {
                string str = $"value = {jelem}";
                Console.WriteLine(str.PadLeft(str.Length + padding));
            }
            else if (jelem.ValueKind == JsonValueKind.Object)
            {
                // Object の場合は EnumerateObject() で列挙子を取得し、以下の
                // ように foreach ループで JsonProperty を取得できる。
                // JsonProperty というのは単一の {"name":"value"} オブジェクト
                // と思えばよさそう
                foreach (JsonProperty jprop in jelem.EnumerateObject())
                {
                    if (jprop.Value.ValueKind == JsonValueKind.False ||
                        jprop.Value.ValueKind == JsonValueKind.Null ||
                        jprop.Value.ValueKind == JsonValueKind.Number ||
                        jprop.Value.ValueKind == JsonValueKind.String ||
                        jprop.Value.ValueKind == JsonValueKind.True)
                    {
                        string str = $"name = {jprop.Name}, value = {jprop.Value}";
                        Console.WriteLine(str.PadLeft(str.Length + padding));
                    }
                    else if (jprop.Value.ValueKind == JsonValueKind.Object)
                    {
                        string str = $"name = {jprop.Name}";
                        Console.WriteLine(str.PadLeft(str.Length + padding));
                        Parse(padding + 2, jprop.Value);
                    }
                    else if (jprop.Value.ValueKind == JsonValueKind.Array)
                    {
                        string str = $"name = {jprop.Name}";
                        Console.WriteLine(str.PadLeft(str.Length + padding));
                        int index = 1;
                        // Array の場合は EnumerateArray() で列挙子を取得し、以下のよう
                        // に foreach ループで配列内の各要素 (JsonElement) を取得できる
                        foreach (JsonElement jelemInArray in jprop.Value.EnumerateArray())
                        {
                            string idx = $"array index {index}";
                            Console.WriteLine(idx.PadLeft(idx.Length + padding + 1));
                            Parse(padding + 2, jelemInArray);
                            index++;
                        }
                    }
                    else
                    {
                        // JsonValueKind.Undefined 以外はここに来ない(はず)
                        Console.WriteLine(jelem.ToString());
                    }
                }
            }
            else if (jelem.ValueKind == JsonValueKind.Array)
            {
                int index = 1;
                // Array の場合 EnumerateArray() で列��子を取得し、以下のよう
                // に foreach ループで配列内の各要素 (JsonElement) を取得できる
                foreach (JsonElement jelemInArray in jelem.EnumerateArray())
                {
                    string idx = $"array index {index}";
                    Console.WriteLine(idx.PadLeft(idx.Length + padding + 1));
                    Parse(padding + 2, jelemInArray);
                    index++;
                }
            }
            else
            {
                // JsonValueKind.Undefined 以外はここに来ない(はず)
                Console.WriteLine(jelem.ToString());
            }
        }
    }
}

上の画像を出力するのに使った JSON 文字列は以下の通りです。

{
  "Title": "This is my title",
  "Response": {
    "Version": 1,
    "StatusCode": "OK",
    "Result": {
      "Profile": {
        "UserName": "SampleUser",  
        "IsMobileNumberVerified": false,
        "MobilePhoneNumber": null
      },
      "ObjectArray" : [
          {"Code": 2000,"Description": "Fail"},
          {"Code": 3000,"Description": "Success"}
      ],
      "lstEnrollment": "2021-2-5"
    },
    "Message": {
      "Code": 1000,      
      "Description": "OK"
    }
  },
  "StringArray" : ["abc", "def", "ghi"]
}

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2010年5月にこのブログを立ち上げました。その後 ブログ2 を追加し、ここは ASP.NET 関係のトピックス、ブログ2はそれ以外のトピックスに分けました。

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