c# 如何實現(xiàn)一個簡單的json解析器
一、JSON格式介紹
- JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式。相對于另一種數(shù)據(jù)交換格式 XML,JSON 有著很多優(yōu)點。例如易讀性更好,占用空間更少等。在 web 應用開發(fā)領域內,得益于 JavaScript 對 JSON 提供的良好支持,JSON 要比 XML 更受開發(fā)人員青睞。所以作為開發(fā)人員,如果有興趣的話,還是應該深入了解一下 JSON 相關的知識。本著探究 JSON 原理的目的,我將會在這篇文章中詳細向大家介紹一個簡單的JSON解析器的解析流程和實現(xiàn)細節(jié)。由于 JSON 本身比較簡單,解析起來也并不復雜。所以如果大家感興趣的話,在看完本文后,不妨自己動手實現(xiàn)一個 JSON 解析器。好了,其他的話就不多說了,接下來讓我們移步到重點章節(jié)吧。
- 在線JOSN校驗格式化工具 如果在解析字符串的時候,拿不準這個是不是正確的JOSN,你可以在這個上面測試一下,有利于對自己代碼的測試
二、解析原理介紹
- 解析對象{}
對象結構是{"Key":[值]}的格式,所以先解析到Key字符串,將Key解析出來,然后在解析到值,因為值有可能是【字符串、值類型、布爾類型、對象、數(shù)組、null】所以需要根據(jù)前綴得到類型,并調用相應的解析方法,循環(huán)解析到“}”對象結尾
- 解析數(shù)組[]
對象的結構是[[值],[值]],因為值有可能是【字符串、值類型、布爾類型、對象、數(shù)組、null】所以需要根據(jù)前綴得到類型,并調用相應的解析方法,循環(huán)解析到]數(shù)組結尾
- 解析字符串
循環(huán)解析,需要判斷是否遇到轉義符\如果遇到,當前字符的下一個字符將是作為普通字符存入結果,如果遇到非轉義的 " 字符則退出字符串讀取方法,并返回結果
- 解析值類型
循環(huán)拉取[0-9]包括.符號,然后調用轉換成double類型方法
- 解析布爾類型
轉判斷是 true 還是 false
- 解析null
轉判斷是否為 null
解析元素流程圖
解析方法列表
方法名 | 方法作用 |
AnalysisJson | 解析JSON字符串為C#數(shù)據(jù)結構 |
AnalysisJsonObject | 解析JSON字符串為對象結構 |
AnalysisJsonArray | 解析JSON字符串為數(shù)組結構 |
ReadElement | 讀取出一個JSON結構 |
ReadJsonNumber | 讀取出一個值類型結構 |
ReadJsonNull | 讀取出一個null結構 |
ReadJsonFalse | 讀取出一個false結構 |
ReadJsonTrue | 讀取出一個true結構 |
ReadString | 讀取出一個字符串結構 |
ReadToNonBlankIndex | 讀取到非空白字符下標位置 |
例1 解析JSON
{"Name":"張三","Age":18}
1.解析第一個字符{發(fā)現(xiàn)是JSON對象結構,調用AnalysisJsonObject方法來解析JSON對象格式
2.解析對象的方法開始循環(huán)解析 Key-Value結構直到}對象尾部字符
- 先解析Key結構調用 ReadString來進行解析出Key字符串從而得到Name這個值
- 然后解析Value因為值可能是任意結構所以調用ReadElement來解析出一個JSON結構
- 讀取第一個字符得到"從而知道這個Value是一個字符串,調用方法ReadString來讀取到這個Value的值張三
- 讀取下一個字符發(fā)現(xiàn)不是JSON對象的結尾字符}是,字符代表下面還存在一個Key-Value結構,繼續(xù)讀取
- 先解析Key結構調用 ReadString來進行解析出Key字符串從而得到Age這個值
- 然后解析Value因為值可能是任意結構所以調用ReadElement來解析出一個JSON結構
- 讀取第一個字符發(fā)現(xiàn)是1是數(shù)字,代表下面的這個結構是數(shù)值類型調用方法ReadJsonNumber來讀取數(shù)值類型
- 讀取下一個字符發(fā)現(xiàn)是}是JSON對象的結尾字符,退出JSON對象解析,返回解析的JSON對象結構實例
例2 解析JSON
[{"科目":"語文","成績":99}]
1.解析第一個字符[發(fā)現(xiàn)是JSON數(shù)組結構,調用方法AnalysisJsonArray方法來解析出JSON數(shù)組結構
解析循環(huán)解析JSON數(shù)據(jù)結構直到遇到]數(shù)組結構結尾字符
因為數(shù)組中每個元素都是可能是任意類型數(shù)據(jù),所以調用ReadElement方法來解析值
讀取值的第一個字符{發(fā)現(xiàn)是JSON對象類型調用AnalysisJsonObject方法解析JSON對象
先解析Key結構調用 ReadString來進行解析出Key字符串從而得到科目這個值
然后解析Value因為值可能是任意結構所以調用ReadElement來解析出一個JSON結構
讀取第一個字符得到"從而知道這個Value是一個字符串,調用方法ReadString來讀取到這個Value的值語文
讀取下一個字符發(fā)現(xiàn)不是JSON對象的結尾字符}是,字符代表下面還存在一個Key-Value結構,繼續(xù)讀取
先解析Key結構調用 ReadString來進行解析出Key字符串從而得到成績這個值
然后解析Value因為值可能是任意結構所以調用ReadElement來解析出一個JSON結構
讀取第一個字符發(fā)現(xiàn)是9是數(shù)字,代表下面的這個結構是數(shù)值類型調用方法ReadJsonNumber來讀取數(shù)值類型
讀取下一個字符發(fā)現(xiàn)是}是JSON對象的結尾字符,退出JSON對象解析,返回解析的JSON對象結構實例
讀取下一個字符發(fā)現(xiàn)是]JSON數(shù)組的結尾,退出解析JSON數(shù)組,返回解析的JSON數(shù)組結構實例
三、代碼實現(xiàn)
/// <summary> /// JSON解析類型 /// </summary> public static class JsonConvert { /// <summary> /// 解析JSON /// </summary> /// <param name="text">待解析的JSON字符串</param> /// <returns>解析完成的JSON結構對象</returns> public static JsonElement AnalysisJson(string text) { var index = 0; //讀取到非空白字符 ReadToNonBlankIndex(text, ref index); if (text[index++] == '[') //解析數(shù)組 return AnalysisJsonArray(text, ref index); //解析對象 return AnalysisJsonObject(text, ref index); } /// <summary> /// 解析JSON對象 /// </summary> /// <param name="text">JSON字符串</param> /// <param name="index">開始索引位置</param> /// <returns>JSON對象</returns> private static JsonObject AnalysisJsonObject(string text, ref int index) { var jsonArray = new JsonObject(); do { ReadToNonBlankIndex(text, ref index); if (text[index] != '"') throw new JsonAnalysisException($"不能識別的字符“{text[index]}”!應為“\"”",index); index++; //讀取字符串 var name = ReadString(text, ref index); ReadToNonBlankIndex(text, ref index); if (text[index] != ':') throw new JsonAnalysisException($"不能識別的字符“{text[index]}”!",index); index++; ReadToNonBlankIndex(text, ref index); if (jsonArray.ContainsKey(name)) throw new JsonAnalysisException($"已經(jīng)添加鍵值:“{name}”",index); //讀取下一個Element jsonArray.Add(name, ReadElement(text, ref index)); //讀取到非空白字符 ReadToNonBlankIndex(text, ref index); } while (text[index++] != '}'); return jsonArray; } /// <summary> /// 解析JSON數(shù)組 /// </summary> /// <param name="text">JSON字符串</param> /// <param name="index">開始索引位置</param> /// <returns>JSON數(shù)組</returns> private static JsonArray AnalysisJsonArray(string text, ref int index) { var jsonArray = new JsonArray(); do { ReadToNonBlankIndex(text, ref index); //讀取下一個Element jsonArray.Add(ReadElement(text, ref index)); //讀取到非空白字符 ReadToNonBlankIndex(text, ref index); } while (text[index++] != ']'); return jsonArray; } /// <summary> /// 讀取JSONElement /// </summary> /// <param name="text">字符串</param> /// <param name="index">開始下標</param> /// <returns>下一個Element</returns> private static JsonElement ReadElement(string text, ref int index) { switch (text[index++]) { case '[': return AnalysisJsonArray(text, ref index); case '{': return AnalysisJsonObject(text, ref index); case '"': return new JsonString(ReadString(text, ref index)); case 't': return ReadJsonTrue(text, ref index); case 'f': return ReadJsonFalse(text, ref index); case 'n': return ReadJsonNull(text, ref index); case '0': case '1': case '2': case '3': case '4': case '5': case '6': case '7': case '8': case '9': return ReadJsonNumber(text, ref index); default: throw new JsonAnalysisException($"未知Element“{text[index]}”應該為【[、{{、\"、true、false、null】", index); } } /// <summary> /// 讀取值類型 /// </summary> /// <param name="text">JSON字符串</param> /// <param name="index">開始索引</param> /// <returns>JSON數(shù)值類型</returns> private static JsonNumber ReadJsonNumber(string text, ref int index) { var i = index; while (i < text.Length && char.IsNumber(text[i]) || text[i] == '.') i++; if (double.TryParse(text.Substring(index - 1, i - index + 1), out var value)) { index = i; return new JsonNumber(value); } throw new JsonAnalysisException("不能識別的數(shù)字類型!", i); } /// <summary> /// 讀取NULL /// </summary> /// <param name="text">JSON字符串</param> /// <param name="index">開始索引</param> /// <returns>讀取NULL</returns> private static JsonNull ReadJsonNull(string text, ref int index) { if (text[index++] == 'u' && text[index++] == 'l' && text[index++] == 'l') { return new JsonNull(); } throw new JsonAnalysisException("讀取null出錯!", index); } /// <summary> /// 讀取FALSE /// </summary> /// <param name="text">JSON字符串</param> /// <param name="index">開始索引</param> /// <returns>布爾值-假</returns> private static JsonBoolean ReadJsonFalse(string text, ref int index) { if (text[index++] == 'a' && text[index++] == 'l' && text[index++] == 's' && text[index++] == 'e') { return new JsonBoolean(false); } throw new JsonAnalysisException("讀取布爾值出錯!", index); } /// <summary> /// 讀取TRUE /// </summary> /// <param name="text">JSON字符串</param> /// <param name="index">開始索引</param> /// <returns>布爾值-真</returns> private static JsonBoolean ReadJsonTrue(string text, ref int index) { if (text[index++] == 'r' && text[index++] == 'u' && text[index++] == 'e') { return new JsonBoolean(true); } throw new JsonAnalysisException("讀取布爾值出錯!",index); } /// <summary> /// 讀取字符串 /// </summary> /// <param name="text">JSON字符串</param> /// <param name="index">開始索引</param> /// <returns>字符串值</returns> private static string ReadString(string text, ref int index) { //是否處于轉義狀態(tài) var value = new StringBuilder(); while (index < text.Length) { var c = text[index++]; if (c == '\\') { value.Append('\\'); if (index >= text.Length) throw new JsonAnalysisException("未知的結尾!",index); c = text[index++]; value.Append(c); if (c == 'u') { for (int i = 0; i < 4; i++) { c = text[index++]; if (IsHex(c)) { value.Append(c); } else { throw new JsonAnalysisException("不是有效的Unicode字符!",index); } } } } else if (c == '"') { break; } else if (c == '\r' || c == '\n') { throw new JsonAnalysisException("傳入的JSON字符串內容中不允許有換行!",index); } else { value.Append(c); } } return value.ToString(); } /// <summary> /// 判斷是否為16進制字符 /// </summary> private static bool IsHex(char c) { return c >= '0' && c <= '9' || c >= 'a' && c <= 'z' || c >= 'A' && c <= 'Z'; } /// <summary> /// 讀取到非空白字符 /// </summary> /// <param name="text">字符串</param> /// <param name="index">開始下標</param> /// <returns>非空白字符下標</returns> private static void ReadToNonBlankIndex(string text, ref int index) { while (index < text.Length && char.IsWhiteSpace(text[index])) index++; } }
完整DEMO代碼下載
Github項目地址(會持續(xù)更新):DEMO代碼
以上就是c# 如何實現(xiàn)一個簡單的json解析器的詳細內容,更多關于c# 實現(xiàn)json解析器的資料請關注腳本之家其它相關文章!
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