Вложенные объекты: доступ по цепочке ключей

Метеосервис на даче отдавал город внутри вложенного объекта, а я полчаса стучался не в ту дверь. Чтение у меня было написано по образцу из первого знакомства с библиотекой: const char* city = doc["city"]; — и вместо «Omsk» на экране станции красовалась пустая строка. Сервер отвечал честно, разбор отрабатывал без единого замечания — просто город лежал на уровень глубже, чем я спрашивал.

Вскрытие заняло один взгляд на ответ в браузере: {"loc":{"city":"Omsk","reg":"Omskaya"},"now":{"temp":21.3,"hum":48}}. Ключ city лежал внутри объекта loc, температура — внутри now, а я искал их на верхнем уровне. Ещё полчаса я потратил на пересборку скетча, хотя правильный вопрос звучал иначе: не «как достать ключ», а «на каком он уровне» — это и есть тема урока.

Разберём, как устроена вложенность и зачем API группируют поля, как выглядит доступ цепочкой ключей на настоящей плате — doc["loc"]["city"] — и что молча вернёт чтение, когда промежуточного уровня нет. Потом повторим механику в симуляторе: там одно упрощение, о котором скажу заранее, — зато структуру чужого ответа можно рассмотреть построчно. Заодно договоримся о словах: документ — весь ответ целиком, карман — объект внутри, звено — один шаг цепочки; этими тремя словами я буду пользоваться до конца урока.

Вложенный объект — значение, которое само записано в фигурных скобках. В ответе выше верхний уровень держит три ключа: loc и now — объекты, ts — число. У каждого объекта свои пары «ключ: значение», и так можно уходить вглубь, сколько нужно: город внутри региона внутри страны — три уровня. Синтаксис мы разбирали в уроке про JSON-синтаксис, здесь переходим к практике доступа.

Группировка — не украшение, а контракт: у кармана своя роль. loc отвечает на «где», now — на «что сейчас», и сервис вправе дописать в loc часовой пояс и высоту над уровнем моря, не трогая now. У OpenWeatherMap температура живёт в main.temp, у других сервисов — в current: разбор по этим адресам отличается только цепочкой ключей, механика одна. Имя кармана — тоже данные: одни сервисы зовут погодный блок current, другие now, третьи main, и скетч, читающий адреса по карте структуры, переживает переименование правкой одной строки, а не переписыванием разбора.

Вложенность стоит байт: каждый уровень — свои записи внутри документа, и ответ с двумя вложенными объектами весит больше плоского с теми же полями. В симуляторе ниже такой ответ занимает 84 байта — замер печатает measureJson. На ESP32 с сотнями килобайт кучи это не тема для беспокойства, а на Uno с её двумя килобайтами уровни съедают четверть памяти, и я считаю каждый лишний карман. Ориентир из практики: короткий ключ дешёвый, длинная строка дорогая, а вложенный объект добавляет накладной расход уровня — тот же город, записанный плоско, занял бы байтов на пятнадцать меньше.

Доступ — цепочкой: doc["loc"]["city"] читается как «возьми loc, внутри него возьми city». На живой плате формы равнозначны: скобки и точки дают одно и то же — doc["loc"].city тоже сработает. В чужих скетчах и в моей практике чаще скобки: границы ключа видны глазом, а в редакторе без подсветки цепочка из точек сливается. Тип слева решает, как трактовать значение, — те же правила приведения, что в уроке про чтение полей и оператор |.

Грабля цепочки — молчание на любом звене. Промежуточного loc в ответе нет — doc["loc"] отдаёт null-прокси, и doc["loc"]["city"] продолжает молчать: ноль для числа, пустота для строки. Проверяйте звено перед спуском: doc["loc"].isNull() или containsKey на нужном уровне — у кармана loc свой containsKey("city"), который смотрит внутрь, а не на верх документа. Разница видна на переименовании: сервер сменил loc на location — containsKey("loc") вернёт ноль до всякого спуска, и скетч уйдёт в ветку «кармана нет» с печатью в лог, вместо молчаливой пустоты на экране. Сами коды провала разбора и их диагностика — в уроке про deserializeJson.

Приём для незнакомого ответа у меня один: сначала serializeJsonPretty(doc, Serial), потом цепочки. Печать с отступами рисует уровни — где город, где погода, что на верхнем уровне. Писать адреса по нарисованной карте быстрее, чем сверяться с документацией API, а заодно сразу видна цена вложенности в байтах; держать Serial-монитор открытым рядом с окном кода — привычка из первого знакомства с портом, и она окупается именно на таких распечатках.

Для длинных цепочек у меня есть приём со ступенькой: JsonVariant loc = doc["loc"]; const char* city = loc["city"]; — спуск двумя читаемыми шагами вместо одной строки из четырёх скобок. Проверка loc.isNull() между шагами честно скажет, на каком этаже оборвалась дорога, а адреса остальных полей кармана начинаются уже с loc — короче на одно звено каждый.

Разбор вложенного ответа в симуляторе настоящий: deserializeJson принимает строку и наполняет документ целиком, вместе с обоими объектами. Чтение с верхнего уровня показывается точечной формой: doc.ts печатает время без посредников. Скобочная форма чтения doc["temp"] в движке не эмулируется и вернёт ноль — на живой плате чаще пишут скобки, в сим-скетчах ниже точечная, механика доступа одна. Ёмкость под вложенный ответ выбирается как под плоский: DynamicJsonDocument(768) в скетчах ниже хватает с запасом — движок её не проверяет, а на плате ориентир прежний, в полтора-два раза больше ответа.

Цепочки по вложенным объектам движок не эмулирует: doc.loc.city вернёт ноль вместо «Omsk». Поэтому в скетче ниже город и регион разбираются вторым документом: тот же карман loc подаётся на вход отдельному deserializeJson, чтение — тем же точечным доступом. На плате это одна строка-цепочка, в симуляторе — два документа и честная пометка в коде. Проверки containsKey, печать структуры serializeJsonPretty и замер measureJson при этом работают по-настоящему.

Запустите скетч и сверьте три печати: vremya_sverhu покажет верхний уровень, est_loc и est_city_sverhu — разницу между «ключ есть» и «ключ есть на этом уровне», а структура с отступами — где что лежит. Эксперименты ниже меняют строку ответа: документ пересобирается сам, код чтения не трогается.

Город из матрёшки достаётся осознанно: уровень — часть адреса, проверка звена — до спуска, печать структуры — до написания цепочки. Следующая ступень раздела — ряды значений: сервер шлёт не один объект, а список, и список разбирается циклом с собственной граблёй — длиной, которую сервер меняет молча. А встроить вложенный разбор в реальный проект проще всего через сеть: в уроке про JSON по HTTP на ESP32 deserializeJson стоит сразу после приёма тела ответа — и вложенный пакет становится документом, дальше дело техники из этого урока. И не пренебрегайте отладкой: печать структуры serializeJsonPretty на любой незнакомый ответ — пять секунд работы, которые экономят вечер сравнения адресов.