JSON中同类数值字段的两种表示方案：哪种更符合设计规范？

需求说明 #

• 包含多个存储同类数值数据的字段（参考items中的字段）
• items中的元素数量不固定：部分请求可能缺少某些字段，方案1中需将对应字段设为null表示不存在

两种设计方案 #

方案1：键值对对象结构 #

{
   "name":"my_name",
   "id": 1234, 
   "items" : {
     "number_of_pens":  2,
     "number_of_books": 3,
     "number_of_bags":  1
   }
}

说明：items是一个对象，每种物品对应独立字段，缺失字段需显式设为null。

方案2：数组嵌套对象结构 #

{
   "name":"my_name",
   "id": 1234,
   "items": [
    { 
      "name" : "number_of_pens",
      "value": 2
    },
    { 
      "name" : "number_of_books",
      "value": 3
    },
    { 
      "name" : "number_of_bags",
      "value": 1
    }
  ]
}

说明：items是数组，每个元素是包含name（物品标识）和value（数值）的对象，仅存在的物品会被加入数组。

选型分析与设计原则参考 #

已评估维度回顾 #

• Schema变更：方案1新增物品类型需修改Schema，方案2无需变更Schema，仅需新增数组元素；但方案1的字段语义更明确，Schema校验更直接。
• 多语言/框架易用性：方案1可直接通过字段名取值（如items.number_of_pens），Java、C#这类强类型语言能直接映射为实体类属性，使用更省心；方案2需要遍历数组匹配name字段才能取值，代码量更大。
• Payload大小：方案1冗余更少（不用重复写name、value这些键），相同数据下传输体积更小，效率更高。

补充需考虑的维度 #

• 数据扩展性：如果未来要给单个物品加额外属性（比如单价、品牌），方案2只需在数组元素里加新字段即可；方案1得给每种物品新增对应属性（如number_of_pens_price），会让对象结构越来越臃肿。
• 查询与过滤效率：如果经常要按物品类型筛选数据，方案1直接通过字段访问，速度更快；方案2得遍历数组匹配，数据量大时性能会受影响。
• 空值处理：方案1需要手动给缺失字段设null，容易遗漏；方案2只要不添加对应数组元素就行，天然符合JSON“缺失即不存在”的语义，不用额外处理空值。
• 数据一致性：方案1的字段名是固定的，能避免拼写错误（比如把number_of_pens写成num_of_pens）；方案2的name是字符串，容易出现拼写不一致的问题，得额外做校验。

选型建议 #

• 如果物品类型相对固定，且不需要给单个物品加额外属性，优先选方案1：语义清晰、访问方便、传输高效，适配强类型语言的实体类映射。
• 如果物品类型会频繁新增，或未来要给物品扩展更多属性，优先选方案2：Schema稳定、扩展性强，天然适配动态变化的物品集合。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Deniz