JsonSchema用法

2019/04/10 10:10
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JsonSchema用法

简介

JSON Schema是基于JSON格式,用于定义JSON数据结构以及校验JSON数据内容。 JSON Schema官网地址:http://json-schema.org/

JsonSchema类似于xml的schema和DTD的作用,主要是用来规范json的格式。

关键字及其描述

关键字 描述
$schema 表示该JSON Schema文件遵循的规范
title 为该JSON Schema文件提供一个标题
description 关于该JSON Schema文件的描述信息
type 表示待校验元素的类型(例如,最外层的type表示待校验的是一个JSON对象,内层type分别表示待校验的元素类型为,整数,字符串,数字)
properties 定义待校验的JSON对象中,各个key-value对中value的限制条件
requiredv 定义待校验的JSON对象中,必须存在的key
minimum 用于约束取值范围,表示取值范围应该大于或等于minimum
exclusiveMinimum 如果minimum和exclusiveMinimum同时存在,且exclusiveMinimum的值为true,则表示取值范围只能大于minimum
maximum 用于约束取值范围,表示取值范围应该小于或等于maximum
exclusiveMaximum 如果maximum和exclusiveMaximum同时存在,且exclusiveMaximum的值为true,则表示取值范围只能小于maximum
multipleOf 用于约束取值,表示取值必须能够被multipleOf所指定的值整除
maxLength 字符串类型数据的最大长度
minLength 字符串类型数据的最小长度
pattern 使用正则表达式约束字符串类型数据

JSON Schema关键字详解

JsonSchema代码:


{
    "$schema": "http://json-schema.org/draft-04/schema#",
    "title": "TestInfo",
    "description": "some information about test",
    "type": "object",
    "properties": {
        "name": {
            "description": "Name of the test",
            "type": "string"
        },
        "age": {
            "description": "age of test",
            "type": "integer"
        }
    },
    "required": [
        "name"
    ]
}

详细解释:

  • $schema:用于指定JSONSchema的版本信息,该值由官方提供,不可乱写。该关键字可以省略。
  • title:当前schema的标题信息。可以省略
  • description:当前节点的描述
  • type:当前节点的类型,最外层type代表json的最外层是什么样的类型。例如上方的例子中,符合该JsonSchema的json数据必需是一个JsonObject而不能是一个JsonArray
  • properties:代表当前节点的子节点信息。例如上方的例子中,符合该JsonSchema的json数据的信息可以存在“name”节点和“age”节点。按照上面的配置required信息来看,name是必需要有的,而age是非必需的。
  • required: 是一个数组类型,代表当前节点下必需的节点key。例如上方例子中,规定了json的格式必需要有name节点。

符合上述JsonSchema的json数据如下:

第一种(不含有age节点,只含有name一个节点或者name及其若干个节点):

{
  "name": "upuptop"
}

第二种(含有age节点,age节点的值必需为integer类型):

{
  "name": "upuptop",
  "age": 123,
  "create_time": "2019-12-12"
}

type的常用取值

type取值 对应的python数据类型
object Object
array List
integer int
number float或int
null None
boolean Boolean
string String

关键字详解

最外层type为object时

  • properties

该关键字的值是一个对象。

用于指定JSON对象中的各种不同key应该满足的校验逻辑,如果待校验JSON对象中所有值都能够通过该关键字值中定义的对应key的校验逻辑, 每个key对应的值,都是一个JSON Schema,则待校验JSON对象通过校验。 从这里,我们可以看到,只要待校验JSON对象的所有key分别都通过对应的JSON Schema的校验检测,这个对象才算是通过校验。


"properties": {
    "name": {
      "description": "姓名必须由2-3个字组成",
      "type": "string",
      "maxLength": 3,
      "minLength": 2
    },
    "age": {
      "description": "年龄必须大于18岁。并且不能超过60岁",
      "type": "integer",
      "minimum": 18,
      "maximum": 60
    }
  }

解释:**每个key对应的值,都是一个JSON Schema:**例如上方例子中,每一个key(name/age)对应的值都是一个JSONSchema,JSONSchema中的关键字及描述都可以使用。

  • required

该关键字的值是一个数组,而数组中的元素必须是字符串,而且必须是唯一的。

该关键字限制了JSON对象中必须包含哪些一级key。 如果一个JSON对象中含有required关键字所指定的所有一级key,则该JSON对象能够通过校验。

"required": ["id","name","price"]
  • minProperties、maxProperties

这两个关键字的值都是非负整数。规定最多节点个数与最少节点个数。

指定了待校验JSON对象中一级key的个数限制,minProperties指定了待校验JSON对象可以接受的最少一级key的个数,而maxProperties指定了待校验JSON对象可以接受的最多一级key的个数。

另外,需要注意的是,省略minProperties关键字和该关键字的值为0,具有相同效果。而,如果省略maxProperties关键字则表示对一级key的最大个数没有限制。例如,如果限制一个JSON对象的一级key的最大个数为5,最小个数为1,则JSON Schema如下:

"minProperties": 1,
"maxProperties": 5
  • patternProperties

该关键字的值是一个对象,该JSON对象的每一个一级key都是一个正则表达式,value都是一个JSON Schema。 指定符合正则表达式的key的规则。 只有待校验JSON对象中的一级key,通过与之匹配的patternProperties中的一级正则表达式, 对应的JSON Schema的校验,才算通过校验。例如,如果patternProperties对应的值如下

"patternProperties": {
        "^a": {
            "type": "number"
        },
        "^b": {
            "type": "string"
        }
}

上面的JSON Schema表示,待校验JSON对象中,所有以a开头的一级key的value都必须是number,所有以b开头的一级key的value都必须是string。

  • additionalProperties

该关键字的值是一个JSON Schema。

如果待校验JSON对象中存在,既没有在properties中被定义,又没有在patternProperties中被定义,那么这些一级key必须通过additionalProperties的校验。

最外层type为array时

  • items:

该关键字的值是一个有效的JSON Schema或者一组有效的JSON Schema。

当该关键字的值是一个有效的JSON Schema时,只有待校验JSON数组中的所有元素均通过校验,整个数组才算通过校验。例如,如果items关键字的具体定义如下:

{
   "type": "array",
   "items": {
     "type": "string",
     "minLength": 5 
   }
}

上面的JSON Schema的意思是,待校验JSON数组的元素都是string类型,且最小可接受长度是5。那么下面这个JSON数组明显是符合要求的,具体内容如下:

["myhome", "green"]

那么下面这个JSON数据则是不符合要求,因为第一个元素的长度小于5,具体内容如下:

["home", "green"]

以上对于items的介绍是对于所有元素来规定的。

注意 下面对items的详解,趋向于每一个元素的规则。

这里需要注意的是,如果items定义的有效的JSON Schema的数量和待校验JSON数组中元素的数量不一致,那么就要采用**“取小原则”**。即,如果items定义了3个JSON Schema,但是待校验JSON数组只有2个元素,这时,只要待校验JSON数组的前两个元素能够分别通过items中的前两个JSON Schema的校验,那么,我们认为待校验JSON数组通过了校验。而,如果待校验JSON数组有4个元素,这时,只要待校验JSON数组的前三个元素能够通过items中对应的JSON Schema的校验,我们就认为待校验JSON数组通过了校验。

例如,如果items的值如下:


{
    "type": "array",
    "items": [
        {
            "type": "string",
            "minLength": 5
        },
        {
            "type": "number",
            "minimum": 10
        },
        {
            "type": "string"
        }
    ]
}

上面的JSON Schema指出了待校验JSON数组应该满足的条件,数组的第一个元素是string类型,且最小可接受长度为5,数组的第二个元素是number类型,最小可接受的值为10,数组的第三个元素是string类型。那么下面这两个JSON数组明显是符合要求的,具体内容如下:

["green", 10, "good"]
["helloworld", 11]

下面这两个JSON数组却是不符合要求的,具体内容如下:

["green", 9, "good"]
["good", 12]
  • additionalItems

该关键字的值是一个有效的JSON Schema。主要规定除了items内部规定的元素之外的元素规则。只有在items是一个schema数组的时候才可以使用。

需要注意的是,该关键字只有在items关键字的值为一组有效的JSON Schema的时候,才可以使用,用于规定超出items中JSON Schema总数量之外的待校验JSON数组中的剩余的元素应该满足的校验逻辑。当然了,只有这些剩余的所有元素都满足additionalItems的要求时,待校验JSON数组才算通过校验。

其实,你可以这么理解,当items的值为一组有效的JOSN Schema的时候,一般可以和additionalItems关键字组合使用,items用于规定对应位置上应该满足的校验逻辑,而additionalItems用于规定超出items校验范围的所有剩余元素应该满足的条件。如果二者同时存在,那么只有待校验JSON数组同时通过二者的校验,才算真正地通过校验。

另外,需要注意的是,如果items只是一个有效的JSON Schema,那么就不能使用additionalItems,原因也很简单,因为items为一个有效的JSON Schema的时候,其规定了待校验JSON数组所有元素应该满足的校验逻辑。additionalItems已经没有用武之地了。

如果一个additionalItems的值如下:


{
    "type": "array",
    "items": [
        {
            "type": "string",
            "minLength": 5
        },
        {
            "type": "number",
            "minimum": 10
        }
    ],
    "additionalItems": {
        "type": "string",
        "minLength": 2
    }
}

上面的JSON Schema的意思是,待校验JSON数组第一个元素是string类型,且可接受的最短长度为5个字符,第二个元素是number类型,且可接受的最小值为10,剩余的其他元素是string类型,且可接受的最短长度为2。那么,下面三个JSON数组是能够通过校验的,具体内容如下:


["green", 10, "good"]
["green", 11]
["green", 10, "good", "ok"]

下面JSON数组是无法通过校验的,具体内容如下:


["green", 10, "a"]
["green", 10, "ok", 2]
  • minItems、maxItems

这两个关键字的值都是非负整数。 指定了待校验JSON数组中元素的个数限制,minItems指定了待校验JSON数组可以接受的最少元素个数,而maxItems指定了待校验JSON数组可以接受的最多元素个数。

另外,需要注意的是,省略minItems关键字和该关键字的值为0,具有相同效果。而,如果省略maxItems关键字则表示对元素的最大个数没有限制。

例如,如果限制一个JSON数组的元素的最大个数为5,最小个数为1,则JSON Schema如下:

"minItems": 1,
"maxItems": 5
  • uniqueItems

该关键字的值是一个布尔值,即boolean(true、false)。

当该关键字的值为true时,只有待校验JSON数组中的所有元素都具有唯一性时,才能通过校验。当该关键字的值为false时,任何待校验JSON数组都能通过校验。 另外,需要注意的是,省略该关键字和该关键字的值为false时,具有相同的效果。例如:

"uniqueItems": true

当type的值为integer或者number时

integer和number的区别,integer相当于python中的int类型,而number相当于python中的int或float类型

  • multipleOf

该关键字的值是一个大于0的number,即可以是大于0的int,也可以是大于0的float。只有待校验的值能够被该关键字的值整除,才算通过校验。

如果含有该关键字的JSON Schema如下:


{
    "type": "integer",
    "multipleOf": 2
}

那么,2、4、6都是可以通过校验的,但是,3、5、7都是无法通过校验的,当然了,2.0、4.0也是无法通过校验的,但是,并不是因为multipleOf关键字,而是因为type关键字。

如果含有multipleOf关键字的JSON Schema如下:

{
    "type": "number",
    "multipleOf": 2.0
}

那么,2、2.0、4、4.0都是可以通过校验的,但是,3、3.0、3、3.0都是无法通过校验的。

  • maximum 、exclusiveMaximum

maximum该关键字的值是一个number,即可以是int,也可以是float。该关键字规定了待校验元素可以通过校验的最大值。即传入的值必须小于maximum。 exclusiveMaximum该关键字和maximum一样,规定了待校验元素可以通过校验的最大值,不同的是待校验元素可以等于exclusiveMaximum指定的值。即比maximum多了一个他自身这个边界值.

{
    "type": "number",
#  设定 maximum 为12.3 则传入值必须小于12.3
#    "maximum": 12.3,
#  设定 exclusiveMaximum为12.3 则传入值是小于等于12.3
    "exclusiveMaximum": 12.3
}

  • minimum、exclusiveMinimum

minimumexclusiveMinimum关键字的用法和含义与maximumexclusiveMaximum相似。唯一的区别在于,一个约束了待校验元素的最小值,一个约束了待校验元素的最大值。

当type取值为string时

  • maxLength

该关键字的值是一个非负整数。该关键字规定了待校验JSON元素可以通过校验的最大长度,即待校验JSON元素的最大长度必须小于或者等于该关键字的值。

  • minLength

该关键字的值是一个非负整数。该关键字规定了待校验JSON元素可以通过校验的最小长度,即待校验JSON元素的最小长度必须大于或者等于该关键字的值。

  • pattern

该关键字的值是一个正则表达式。只有待校验JSON元素符合该关键字指定的正则表达式,才算通过校验。

  • format

该关键字的值可以是以下取值:datedate-time(时间格式)、email(邮件格式)、hostname(网站地址格式)、ipv4ipv6uri等等。


{
    "type": "string",
    "format": "email"
}

使用format关键字时,在实例化validator时必须给它传format_checker参数,fromat_checker参数的值即使各种版本的JSON模式规范的验证器类,如:

Draft7Validator Draft6Validator Draft4Validator

当你实例化validator时,如果没有给它传format_checker参数, jsonschema是不会自动校验schema中的format关键字的.因此,你需要做以下步骤: 1.额外导入JSON Schema某个版本的模式规范如:from jsonschema import draft7_format_checker 2.实例化validator时传入:validate(instance=json_data, schema=my_schema, format_checker=draft7_format_checker)

全类型可用

  • enum

该关键字的值是一个数组,该数组至少要有一个元素,且数组内的每一个元素都是唯一的。 如果待校验的JSON元素和数组中的某一个元素相同,则通过校验。否则,无法通过校验。

**注意:**该数组中的元素值可以是任何值,包括null。省略该关键字则表示无须对待校验元素进行该项校验。例如:


{
    "type": "number",
    "enum": [2, 3, null, "hello"]
}
  • const

该关键字的值可以是任何值,包括null。如果待校验的JSON元素的值和该关键字指定的值相同,则通过校验。否则,无法通过校验。

  • allOf

该关键字的值是一个非空数组,数组里面的每个元素都必须是一个有效的JSON Schema。 只有待校验JSON元素通过数组中所有的JSON Schema校验,才算真正通过校验。

  • anyOf

该关键字的值是一个非空数组,数组里面的每个元素都必须是一个有效的JSON Schema。 如果待校验JSON元素能够通过数组中的任何一个~~~~JSON Schema校验,就算通过校验。

  • oneOf

该关键字的值是一个非空数组,数组里面的每个元素都必须是一个有效的JSON Schema。 如果待校验JSON元素能且只能通过数组中的某一个JSON Schema校验,才算真正通过校验。不能通过任何一个校验和能通过两个及以上的校验,都不算真正通过校验。

  • not

该关键字的值是一个JSON Schema。只有待校验JSON元素不能通过该关键字指定的JSON Schema校验的时候,待校验元素才算通过校验。

  • default

该关键字的值是没有任何要求的。该关键字常常用来指定待校验JSON元素的默认值,当然,这个默认值最好是符合要求的,即能够通过相应的JSON Schema的校验。 另外,需要注意的是,该关键字除了提示作用外,并不会产生任何实质性的影响。

type关键字

需要特别注意的是,type关键字的值可以是一个string,也可以是一个数组。 如果type的值是一个string,则其值只能是以下几种:null、boolean、object、array、number、string、integer。 如果type的值是一个数组,则数组中的元素都必须是string,且其取值依旧被限定为以上几种。只要带校验JSON元素是其中的一种,则通过校验。

**注意,**以上JSON Schema只是为了展示部分关键字的用法,可能和实际应用略有不同。

dependencies关键字

依赖关系

{
  "$schema": "http://json-schema.org/draft-07/schema#",
  
  "properties": {
  },
  "dependencies": {
    "age": [
      "name"
    ]
  },
 
}

上述schema表示,age依赖于name,如果age出现,name必须出现

$ref关键字

使用该关键字可以引用一个规范


"warehouseLocation": {
      "description": "Coordinates of the warehouse where the product is located.",
      "$ref": "https://example.com/geographical-location.schema.json"
    }

if-then-else 关键字


{
  "$schema": "http://json-schema.org/draft-07/schema#",
  "type": "object",
  "properties": {
    "foo": {
      "type": "string"
    },
    "bar": {
      "type": "string"
    }
  },
  "if": {
    "properties": {
      "foo": {
        "enum": [
          "bar",
          "123"
        ]
      }
    },
    "required": [
      "foo"
    ]
  },
  "then": {
    "required": [
      "bar"
    ]
  },
  "else": {
    "required": [
      "cc"
    ]
  }
}


符合上述规则的json(最简单的两种方式):

{
  "foo": "bar22",
  "cc": 123
}


{
  "foo": "bar",
  "bar": "123"
}

概述:

if条件为:key为foo的值是bar或者123 返回true,否则返回false
if返回true执行then:
    then的规则,bar必须存在
if返回false执行else
    else规则,cc必须存在

官方的参考文档如下: http://json-schema.org/latest/json-schema-validation.html https://json-schema.org/implementations.html

本文参考:https://www.cnblogs.com/ChangAn223/articles/11234348.htm

原文出处:https://www.cnblogs.com/upuptop/p/12034759.html

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