使用JSON.NET（很棒的库！）解决了这个问题。现在，首先将对象序列化，并在我希望它们完全指向的位置进行引用。第二，没有大量的“ $ id”和“ $
ref”字段。在我的解决方案中，对象的第一个属性用作其标识符。

我创建了两个JsonConvertor（用于引用对象和引用对象）：

interface IJsonLinkable
{
    string Id { get; }
}

class JsonRefConverter : JsonConverter
{
    public override void WriteJson (JsonWriter writer, object value, JsonSerializer serializer)
    {
        writer.WriteValue(((IJsonLinkable)value).Id);
    }

    public override object ReadJson (JsonReader reader, Type type, object existingValue, JsonSerializer serializer)
    {
        if (reader.TokenType != JsonToken.String)
            throw new Exception("Ref value must be a string.");
        return JsonLinkedContext.GetLinkedValue(serializer, type, reader.Value.ToString());
    }

    public override bool CanConvert (Type type)
    {
        return type.IsAssignableFrom(typeof(IJsonLinkable));
    }
}

class JsonRefedConverter : JsonConverter
{
    public override void WriteJson (JsonWriter writer, object value, JsonSerializer serializer)
    {
        serializer.Serialize(writer, value);
    }

    public override object ReadJson (JsonReader reader, Type type, object existingValue, JsonSerializer serializer)
    {
        var jo = JObject.Load(reader);
        var value = JsonLinkedContext.GetLinkedValue(serializer, type, (string)jo.PropertyValues().First());
        serializer.Populate(jo.CreateReader(), value);
        return value;
    }

    public override bool CanConvert (Type type)
    {
        return type.IsAssignableFrom(typeof(IJsonLinkable));
    }
}

和一个用于保存引用数据的上下文（每种类型都有一个字典，因此ID仅在相同类型的对象之间才是唯一的）：

class JsonLinkedContext
{
    private readonly IDictionary<Type, IDictionary<string, object>> links = new Dictionary<Type, IDictionary<string, object>>();

    public static object GetLinkedValue (JsonSerializer serializer, Type type, string reference)
    {
        var context = (JsonLinkedContext)serializer.Context.Context;
        IDictionary<string, object> links;
        if (!context.links.TryGetValue(type, out links))
            context.links[type] = links = new Dictionary<string, object>();
        object value;
        if (!links.TryGetValue(reference, out value))
            links[reference] = value = FormatterServices.GetUninitializedObject(type);
        return value;
    }
}

属性上的一些属性是必需的：

[JsonObject(MemberSerialization.OptIn)]
class Family
{
    [JsonProperty(ItemConverterType = typeof(JsonRefedConverter))]
    public List<Person> persons;
}

[JsonObject(MemberSerialization.OptIn)]
class Person : IJsonLinkable
{
    [JsonProperty]
    public string name;
    [JsonProperty]
    public Pos pos;
    [JsonProperty, JsonConverter(typeof(JsonRefConverter))]
    public Person mate;
    [JsonProperty(ItemConverterType = typeof(JsonRefConverter))]
    public List<Person> children;

    string IJsonLinkable.Id { get { return name; } }
}

[JsonObject(MemberSerialization.OptIn)]
class Pos
{
    [JsonProperty]
    public int x;
    [JsonProperty]
    public int y;
}

因此，当我使用以下代码进行序列化和反序列化时：

JsonConvert.SerializeObject(family, Formatting.Indented, new JsonSerializerSettings {
    NullValueHandling = NullValueHandling.Ignore,
    Context = new StreamingContext(StreamingContextStates.All, new JsonLinkedContext()),
});

JsonConvert.DeserializeObject<Family>(File.ReadAllText(@"..\..\Data\Family.json"), new JsonSerializerSettings {
    Context = new StreamingContext(StreamingContextStates.All, new JsonLinkedContext()),
});

我得到这个整洁的JSON：

{
  "persons": [
    {
      "name": "mom",
      "pos": {
        "x": 3,
        "y": 7
      },
      "mate": "dad",
      "children": [
        "bro",
        "sis"
      ]
    },
    {
      "name": "dad",
      "pos": {
        "x": 4,
        "y": 8
      },
      "mate": "mom",
      "children": [
        "bro",
        "sis"
      ]
    },
    {
      "name": "bro",
      "pos": {
        "x": 1,
        "y": 5
      }
    },
    {
      "name": "sis",
      "pos": {
        "x": 2,
        "y": 6
      }
    }
  ]
}

我在解决方案中不喜欢的是，我必须使用JObject，即使从技术上讲它是不必要的。它可能会创建很多对象，因此加载会更慢。但是看起来这是自定义对象转换器使用最广泛的方法。无论如何，可以用来避免这种情况的方法是私有的。