问题

用 C# 写个方法解析简单的 JSON 字符串有哪些思路?

回答
解析 JSON 字符串,即使是简单的,也需要我们细致地观察字符串本身的结构,然后根据这些结构来提取我们需要的数据。我们可以把 JSON 字符串想象成一个嵌套的盒子,里面装着各种类型的值。我们的任务就是一层一层地打开这些盒子,取出里面的东西。

核心思路:识别 JSON 的基本构成元素

JSON 的核心就两种结构:

1. 对象(Object): 用一对花括号 `{}` 包裹,内部是由一系列键值对组成。键是字符串,值可以是字符串、数字、布尔值、另一个对象、一个数组,甚至是 null。键和值之间用冒号 `:` 分隔,键值对之间用逗号 `,` 分隔。

例如:`{"name": "Alice", "age": 30}`

2. 数组(Array): 用一对方括号 `[]` 包裹,内部是由一系列值组成,值之间用逗号 `,` 分隔。数组中的值可以是任何 JSON 支持的类型。

例如:`[1, 2, 3, "apple"]`

知道了这些基本元素,我们就可以开始思考如何一步步处理了。

处理字符串的一般策略:逐字符扫描和状态机

最直接也是最基础的方法,就是逐个字符地读取 JSON 字符串,并根据当前读取到的字符和我们当前所处的状态来决定下一步的操作。这有点像在玩一个解谜游戏,每个字符都是线索,而我们的“状态”就是我们现在正在寻找什么。

我们可以定义几种状态:

初始状态: 刚开始解析,还没遇到任何 JSON 结构。
对象开始: 遇到了 `{`,我们知道接下来会是一个对象。
键名读取: 在对象内部,我们正在读取键的名称(字符串)。
冒号分隔: 键名读取完毕,后面应该跟着一个 `:`。
值读取: 冒号后面,我们正在读取值的类型,可能是字符串、数字、布尔值、null、另一个对象或数组。
数组开始: 遇到了 `[`,我们知道接下来会是一个数组。
数组元素读取: 在数组内部,我们正在读取数组中的每一个元素。
逗号分隔: 在对象或数组中,遇到 `,` 表示还有一个键值对或数组元素。
字符串读取: 正在读取字符串值,需要处理引号 `"` 和转义字符 ``。
数字读取: 正在读取数字值,需要判断是整数还是浮点数。
布尔值/null 读取: 正在读取 `true`, `false` 或 `null`。

具体实现思路:

1. 查找关键分隔符: 字符串的解析离不开查找 `{`, `}`, `[`, `]`, `:`, `,`, `"` 这些关键的字符。我们可以使用字符串的 `IndexOf` 方法来定位这些字符的出现位置。

2. 处理对象:
当遇到 `{` 时,我们知道这是一个对象的开始。
然后,我们开始在 `{` 和下一个 `}` 之间寻找键值对。
找到第一个 `"`,它标志着键名的开始。读取到下一个 `"`,就得到了键名。
然后,跳过 `:`。
接着,根据 `:` 后面的字符,判断值的类型,并解析对应的值。
如果后面跟着 `,`,说明还有下一个键值对,继续重复上述过程。
如果遇到 `}`,表示对象解析完毕。

3. 处理数组:
当遇到 `[` 时,我们知道这是一个数组的开始。
然后,我们开始在 `[` 和下一个 `]` 之间寻找元素。
根据 `[` 后面的第一个字符,判断元素值的类型,并解析对应的值。
如果后面跟着 `,`,说明还有下一个元素,继续重复上述过程。
如果遇到 `]`,表示数组解析完毕。

4. 处理字符串值:
当遇到 `"` 时,我们知道这是一个字符串的开始。
我们需要一直读取字符,直到遇到下一个 `"`。
关键点: 在读取字符串的过程中,如果遇到 ``,那么它后面紧跟着的字符是转义字符。例如 `"` 表示一个字面上的双引号,`\` 表示一个字面上的反斜杠。我们需要正确处理这些转义序列,将它们转换成对应的字符。

5. 处理数字值:
如果一个字符不是 `{`, `}`, `[`, `]`, `,`, `:`, `"`,并且它是数字的一部分(数字 `09`,小数点 `.`,负号 ``,科学计数法 `e` 或 `E`),那么它可能是一个数字。
我们需要将连续的数字字符提取出来,然后尝试将其转换为 `int`、`double` 或 `decimal` 类型。

6. 处理布尔值和 null:
当遇到 `t` 时,检查后面是否是 `true`。
当遇到 `f` 时,检查后面是否是 `false`。
当遇到 `n` 时,检查后面是否是 `null`。
如果是,则解析为对应的布尔值或 null。

举个例子,解析 `{"name": "Alice", "age": 30}`

我们看到 `{`,知道这是一个对象。
往后看,看到 `"`,知道键名开始。读取到下一个 `"`,键名是 `"name"`。
跳过 `:`。
往后看,看到 `"`,知道字符串值开始。读取到下一个 `"`,值是 `"Alice"`。
看到 `,`,表示还有下一个键值对。
往后看,看到 `"`,键名是 `"age"`。
跳过 `:`。
往后看,看到数字 `3`,知道这是数字值开始。读取到 `0`。
往后看,不是数字了,也不是分隔符。我们得到数字 `"30"`。
往后看,看到 `}`,对象结束。

需要注意的陷阱和细节:

嵌套: JSON 是可以嵌套的。当你在解析一个值时,如果发现这个值又是一个对象或数组,你就需要递归地调用解析函数来处理这个子结构。
空白字符: JSON 字符串中的空格、制表符、换行符(空白字符)在不影响结构的情况下可以被忽略。所以在查找分隔符时,也要考虑跳过这些空白。
错误处理: 如果 JSON 字符串的格式不正确(比如缺少括号、冒号,或者键名不是字符串),你的解析器应该能够捕获这些错误并给出提示。
数据类型转换: 确保你将字符串中的数字、布尔值正确地转换为 C 中对应的类型。

更进一步的思考:使用辅助数据结构

虽然我们可以纯粹通过字符串操作来解析,但为了更方便地存储和组织解析出来的数据,我们通常会使用 C 的数据结构:

`Dictionary`: 非常适合用来存储 JSON 对象。键是 JSON 的键名,值可以是解析出来的任何类型(字符串、整数、布尔值、另一个字典、列表等)。
`List`: 非常适合用来存储 JSON 数组。列表中的元素可以是解析出来的任何类型。

这样,当你在解析遇到 `{` 时,你可以创建一个新的 `Dictionary` 来存储这个对象的内容。当遇到 `[` 时,创建一个 `List`。当解析出值时,将其添加到当前字典的值集合或列表的末尾。

总结一下,解析简单 JSON 字符串的思路就是:

1. 识别结构: 明确 JSON 是对象还是数组。
2. 定位分隔符: 找到 `{`, `}`, `[`, `]`, `:`, `,`, `"` 等关键字符。
3. 逐级深入: 递归地处理嵌套的对象和数组。
4. 提取值: 根据字符判断值类型(字符串、数字、布尔、null)并正确提取。
5. 处理特殊字符: 特别注意字符串中的转义字符。
6. 利用数据结构: 使用 `Dictionary` 和 `List` 来存储解析结果,提高代码的可读性和可维护性。

整个过程就像一个精密的机械装置,每个齿轮(字符)都按照预定的规则转动,最终将杂乱的字符串还原成有结构、有意义的数据。

网友意见

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不考虑"真的大丈夫?


我建议提问者还是老老实实的用Newtonsoft.Json,你自己瞎搞的要能完全正确的解析json说不定性能还不如你所认为的那个很重的东西……

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