使用 System.Text.Json 时，如何处理 Dictionary 中 Key 为自定义类型的问题

在使用 System.Text.Json 进行 JSON 序列化和反序列化操作时，我们会遇到一个问题：如何处理字典中的 Key 为自定义类型的问题。

背景说明

例如，我们有如下代码：

// 定义一个自定义类型
public class CustomType
{
    public int Id { get; set; }

    public string Name { get; set; }

    // 获取字符串表示的 Key
    public string Key => $"{Id}_{Name}";
}

// 定义一个 Dictionary<CustomType, string> 类型的对象
Dictionary<CustomType, string> dictionary = new Dictionary<CustomType, string>
{
    { new CustomType { Id = 1, Name = "one" }, "one" },
    { new CustomType { Id = 2, Name = "two" }, "two" }
};

// 序列化字典
string json = JsonSerializer.Serialize(dictionary);

// 反序列化字典
Dictionary<CustomType, string> dictionary2 = JsonSerializer.Deserialize<Dictionary<CustomType, string>>(json);

在上述代码中，我们定义了一个自定义类型 CustomType，并使用这个类型作为 Dictionary 的 Key 类型。

接下来，我们使用 JsonSerializer.Serialize 方法将字典序列化为 JSON 字符串，并使用 JsonSerializer.Deserialize 方法将 JSON 字符串反序列化为字典。

但是，在上述代码中，我们会发现，序列化字典时，字典中的 Key 会被序列化为一个 JSON 对象，而不是我们想要的字符串。

同样的，在反序列化 JSON 字符串时，JSON 对象中的 Key 会被反序列化为一个 CustomType 类型的对象，而不是我们想要的字符串。

这时，我们就需要使用一个自定义的 JSON 转换器来解决这个问题。

代码示例

首先，我们定义一个继承自 JsonConverter<CustomType> 的类型 CustomTypeConverter，该类型实现了 Read、Write、ReadAsPropertyName、WriteAsPropertyName 方法：

public class CustomTypeConverter : JsonConverter<CustomType>
{
    public override CustomType Read(ref Utf8JsonReader reader, Type typeToConvert, JsonSerializerOptions options)
    {
        // Deserialize object
        return JsonSerializer.Deserialize<CustomType>(ref reader, options);
    }

    public override void Write(Utf8JsonWriter writer, CustomType value, JsonSerializerOptions options)
    {
        // Serialize object
        JsonSerializer.Serialize(writer, value, options);
    }

    public override CustomType ReadAsPropertyName(ref Utf8JsonReader reader, Type typeToConvert, JsonSerializerOptions options)
    {
        // Read key as string
        var stringValue = reader.GetString();

        // Parse string to CustomType
        return ParseCustomType(stringValue);
    }

    public override void WriteAsPropertyName(Utf8JsonWriter writer, CustomType value, JsonSerializerOptions options)
    {
        // Write key as string
        writer.WritePropertyName(value.Key);
    }

    private CustomType ParseCustomType(string value)
    {
        // Parse string to CustomType
        var parts = value.Split("_");
        var id = int.Parse(parts[0]);
        var name = parts[1];

        return new CustomType
        {
            Id = id,
            Name = name
        };
    }
}

在上述代码中，我们将 CustomType 类型的 Key 属性作为字典的 Key，在序列化操作中，将 Key 属性序列化为字符串，并在反序列化操作中，将字符串反序列化为 Key 属性。

接下来，我们使用这个自定义的 JSON 转换器来序列化和反序列化字典：

// 定义一个自定义类型
public class CustomType
{
    public int Id { get; set; }

    public string Name { get; set; }

    // 获取字符串表示的 Key
    public string Key => $"{Id}_{Name}";
}

// 定义一个 Dictionary<CustomType, string> 类型的对象
Dictionary<CustomType, string> dictionary = new Dictionary<CustomType, string>
{
    { new CustomType { Id = 1, Name = "one" }, "one" },
    { new CustomType { Id = 2, Name = "two" }, "two" }
};

// 创建 JsonSerializerOptions 对象
var options = new JsonSerializerOptions();

// 添加自定义的 JSON 转换器
options.
Converters.Add(new CustomTypeConverter());

// 序列化字典
string jsonString = JsonSerializer.Serialize(dictionary, options);

// 反序列化 JSON 字符串
var result = JsonSerializer.Deserialize<Dictionary<CustomType, string>>(jsonString, options);

在上述代码中，我们将 CustomType 类型的 Key 属性作为字典的 Key，在序列化操作中，将 Key 属性序列化为字符串，并在反序列化操作中，将字符串反序列化为 Key 属性。

使用建议

在使用 System.Text.Json 进行序列化和反序列化操作时，如果要处理字典中 Key 为自定义类型的问题，可以通过定义一个自定义的 JSON 转换器来解决。

在定义自定义的 JSON 转换器时，需要注意以下几点：

1. 类型需要继承自 JsonConverter<T> 类型。
2. 类型需要实现 Read、Write、ReadAsPropertyName、WriteAsPropertyName 方法。
3. 在 Read 方法中，需要将 JSON 字符串反序列化为 T 类型。
4. 在 Write 方法中，需要将 T 类型序列化为 JSON 字符串。
5. 在 ReadAsPropertyName 方法中，需要将 JSON 字符串反序列化为字典的 Key 属性。
6. 在 WriteAsPropertyName 方法中，需要将字典的 Key 属性序列化为 JSON 字符串。

总结

本文通过一个实例，介绍了如何使用 System.Text.Json 进行序列化和反序列化操作时，处理字典中 Key 为自定义类型的问题。

在定义自定义的 JSON 转换器时，需要注意类型需要继承自 JsonConverter<T> 类型，并实现 Read、Write、ReadAsPropertyName、WriteAsPropertyName 方法。

参考资料

• System.Text.Json
• How to serialize and deserialize a dictionary with a custom key type