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在處理HTTP請求時，我們總是需要在一種數據結構(可以是enum、struct等)和一種可以存儲或傳輸并稍后重建的格式(例如JSON)之間來回轉換。

Serde是一個庫(crate)，用于高效、通用地序列化和反序列化Rust數據結構。在本文中，將詳細介紹如何使用Serde對數據結構進行序列化和反序列化操作。

讓我們從一個簡單的結構體Student開始，它的定義如下所示，并進行初始化。

use serde::{Serialize, Deserialize};

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize)]
struct Student {
    pub name: String, 
    pub student_id: String,
}

let student = Student{name:"tom".to_owned(), student_id:"J19990".to_owned()};

約定

對于上面的示例，如果我們使用serde_json::to_string(&student)將其轉換為JSON字符串，那么輸出將如下所示。

{
  "name": "tom",
  "student_id": "J19990"
}

看起來太棒了！然而，這依賴于發送HTTP請求的內容，很有可能會與Rust中的數據結構有不同的大小寫約定。

基本上有兩種方法可以進行約定：可以重命名字段；也可以對整個結構應用大小寫約定。

例如，我們實際上希望使用studentId而不是student_id作為字段名。

方法1：使用#[serde(rename="")重命名單個字段。

struct Student {
    pub name: String, 
    #[serde(rename="studentId")
    pub student_id: String,
}

方法2：使用#[serde(rename_all="camelCase")將大小寫約定駝峰形式，應用于整個結構體。

#[serde(rename_all = "camelCase")]
struct Student {
    pub name: String, 
    pub student_id: String,
}

任何一種方法都會給出以下輸出：

{
  "name": "tom",
  "studentId": "J19990"
}

除了camelCase之外，還可以應用其他的約定。取值為“lowercase, UPPERCASE, PascalCase, camelCase, snake_case, SCREAMING_SNAKE_CASE, kebab-case, SCREAMING-KEBAB-CASE”。

Skip

Skip可用于不希望序列化或反序列化的字段。下面是一個簡單的例子。讓我們給Student添加birth_year和age。

struct Student {
    pub name: String, 
    pub student_id: String,
    pub birth_year: u32,
    pub age: u32,
}

我們可能希望動態更新年齡，因此需要對學生birth_year的引用。但是，當我們發送請求時，應該只顯示age字段，這可以使用#[serde(skip)]來解決。

struct Student {
    pub name: String, 
    pub student_id: String,
    #[serde(skip)]
    pub birth_year: u32,
    pub age: u32,
}

通過這樣做，我們的JSON對象將變成：

{
  "name": "tom",
  "studentId": "J19990",
  "age": 123
}

Skip If

最常見的兩種使用方法是作用于Option字段和空的vector字段。

Option

假設我們有一個middle_name: Option<String>字段，如果我們想在學生沒有這個字段的情況下跳過這個字段，我們可以這樣做。

struct Student {
    pub name: String, 
    pub student_id: String,
    #[serde(skip_serializing_if="Option::is_none")]
    pub middle_name: Option<String>
}

這將為帶有或不帶有中間名的學生生成如下JSON：

// 沒有中間名
{
  "name": "tom",
  "studentId": "J19990",
}

// 有中間名
{
  "name": "tom",
  "studentId": "J19990",
  "middleName": "middle"
}

Vector

例如，我們為student結構體提供了pets: Vec<String>字段。由于學生不必擁有寵物，它可以是一個空向量。

要跳過對空向量的序列化，可以向字段添加以下屬性。

#[serde(skip_serializing_if="Vec::is_empty")]
pub pets: Vec<String>,

有屬性和沒有屬性之間的輸出差異如下所示。

// 沒有屬性
{
  "name": "tom",
  "studentId": "J19990",
  "pets": []
}

// 有屬性
{
  "name": "tom",
  "studentId": "J19990"
}

Flatten

讓我們創建一個名為SideInfo的新結構體，并將Student結構體更改為以下內容。

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize)]
#[serde(rename_all = "camelCase")]
struct Student {
    pub name: String, 
    pub student_id: String,
    #[serde(skip_serializing_if="Option::is_none")]
    pub side_info: Option<SideInfo>
}

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize, Default)]
#[serde(rename_all = "camelCase")]
struct SideInfo {
    #[serde(skip_serializing_if="Option::is_none")]
    pub pets: Option<Vec<String>>,
    #[serde(skip_serializing_if="Option::is_none")]
    pub address: Option<String>,
}

讓我們創建一個新的Student

let student = Student{name:"dan".to_owned(), student_id: "1".to_owned(), side_info:Some(SideInfo{address:Some("47 street".to_owned()), ..Default::default()})};

并輸出它的JSON字符串：

{
  "name": "dan",
  "studentId": "1",
  "sideInfo": {
    "address": "47 street"
  }
}

如你所見，地址字段嵌套在sideInfo中。我們可以通過將屬性flatten添加到Student結構體中的sideInfo字段上，來消除嵌套。

#[serde(skip_serializing_if="Option::is_none", flatten)]
pub side_info: Option<SideInfo>

就會變成：

{
  "name": "dan",
  "studentId": "1",
  "address": "47 street"
}

枚舉上的標簽與非標簽

假設我們有一個StudentList enum，如下所示：

enum StudentList {
    Student1(Student), 
    Student2(Student)
}

定義學生名單

let student1 = Student{name:"tom".to_owned(), student_id:"J19990".to_owned(), pets: vec![], middle_name:Some("middle".to_owned())};
let student2 = Student{name:"dan".to_owned(), student_id:"J19990".to_owned(), pets: vec![], middle_name:Some("middle".to_owned())};

let student_list = vec![StudentList::Student1(student1), StudentList::Student2(student2)];

如果我們像現在一樣打印出JSON，它將如下所示，它是有標簽的，是serde的默認行為。

[
  {
    "Student1": {
      "name": "tom",
      "studentId": "J19990",
      "pets": [],
      "middleName": "middle"
    }
  },
  {
    "Student2": {
      "name": "dan",
      "studentId": "J19990",
      "pets": [],
      "middleName": "middle"
    }
  }
]

如果你希望所有標簽都具有相同的名稱，例如Student，該怎么辦呢？你可能認為可以使用rename_all來實現這一點，但實際上并非如此，應該手動重命名枚舉中的每個變體。

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize)]
enum StudentList {
    #[serde(rename="Student")]
    Student1(Student), 
    #[serde(rename="Student")]
    Student2(Student)
}

輸出如下：

[
  {
    "Student": {
      "name": "tom",
      "studentId": "J19990",
      "pets": [],
      "middleName": "middle"
    }
  },
  {
    "Student": {
      "name": "dan",
      "studentId": "J19990",
      "pets": [],
      "middleName": "middle"
    }
  }
]

不加標簽

如果我們只想要一個簡單的學生數組，而不顯示枚舉變量名稱，該怎么辦？我們可以通過向枚舉中添加#[serde(untagged)]屬性來實現這一點。通過這樣做，我們的輸出將變成：

[
  {
    "name": "tom",
    "studentId": "J19990",
    "pets": [],
    "middleName": "middle"
  },
  {
    "name": "dan",
    "studentId": "J19990",
    "pets": [],
    "middleName": "middle"
  }
]

內部標簽

枚舉的另一種表示形式是內部標簽，讓我們創建一個包含不同學生類型的新枚舉，我們將有班長、副班長和普通學生。

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize)]
#[serde(tag = "type", rename_all="camelCase")]
enum StudentType {
    Regular(Student), 
    Leader(Student), 
    SubLeader(Student)
}

指定serde(tag = "type")將允許我們在內容中使用標簽來識別我們正在處理的變體，如下所示：

[
  {
    "type": "leader",
    "name": "tom",
    "studentId": "J19990",
    "pets": [],
    "middleName": "middle"
  },
  {
    "type": "regular",
    "name": "dan",
    "studentId": "J19990",
    "pets": [],
    "middleName": "middle"
  }
]

相鄰標簽

表示標簽和內容作為同一對象中的兩個字段彼此相鄰。將枚舉的屬性修改如下：

#[serde(tag = "type", content = "student", rename_all="camelCase")]

json數據變成：

[
  {
    "type": "leader",
    "student": {
      "name": "tom",
      "studentId": "J19990",
      "pets": [],
      "middleName": "middle"
    }
  },
  {
    "type": "regular",
    "student": {
      "name": "dan",
      "studentId": "J19990",
      "pets": [],
      "middleName": "middle"
    }
  }
]

可以用Serde做很多很多事情。