5942007
一、json格式介绍
- json(javascript object notation) 是一种轻量级的数据交换格式。相对于另一种数据交换格式 xml，json 有着很多优点。例如易读性更好，占用空间更少等。在 web 应用开发领域内，得益于 javascript 对 json 提供的良好支持，json 要比 xml 更受开发人员青睐。所以作为开发人员，如果有兴趣的话，还是应该深入了解一下 json 相关的知识。本着探究 json 原理的目的，我将会在这篇文章中详细向大家介绍一个简单的json解析器的解析流程和实现细节。由于 json 本身比较简单，解析起来也并不复杂。所以如果大家感兴趣的话，在看完本文后，不妨自己动手实现一个 json 解析器。好了，其他的话就不多说了，接下来让我们移步到重点章节吧。
- 在线josn校验格式化工具 如果在解析字符串的时候，拿不准这个是不是正确的josn，你可以在这个上面测试一下，有利于对自己代码的测试
二、解析原理介绍
- 解析对象{}
对象结构是{"key":[值]}的格式，所以先解析到key字符串，将key解析出来，然后在解析到值，因为值有可能是【字符串、值类型、布尔类型、对象、数组、null】所以需要根据前缀得到类型，并调用相应的解析方法，循环解析到“}”对象结尾
- 解析数组[]
对象的结构是[[值],[值]]，因为值有可能是【字符串、值类型、布尔类型、对象、数组、null】所以需要根据前缀得到类型，并调用相应的解析方法，循环解析到]数组结尾
- 解析字符串
循环解析，需要判断是否遇到转义符\如果遇到，当前字符的下一个字符将是作为普通字符存入结果，如果遇到非转义的 " 字符则退出字符串读取方法，并返回结果
- 解析值类型
循环拉取[0-9]包括.符号，然后调用转换成double类型方法
- 解析布尔类型
转判断是 true 还是 false
- 解析null
转判断是否为 null
解析元素流程图
解析方法列表
| 方法名 | 方法作用 |
| analysisjson | 解析json字符串为c#数据结构 |
| analysisjsonobject | 解析json字符串为对象结构 |
| analysisjsonarray | 解析json字符串为数组结构 |
| readelement | 读取出一个json结构 |
| readjsonnumber | 读取出一个值类型结构 |
| readjsonnull | 读取出一个null结构 |
| readjsonfalse | 读取出一个false结构 |
| readjsontrue | 读取出一个true结构 |
| readstring | 读取出一个字符串结构 |
| readtononblankindex | 读取到非空白字符下标位置 |
例1 解析json
{"name":"张三","age":18}
1.解析第一个字符{发现是json对象结构，调用analysisjsonobject方法来解析json对象格式
2.解析对象的方法开始循环解析 key-value结构直到}对象尾部字符
- 先解析key结构调用 readstring来进行解析出key字符串从而得到name这个值
- 然后解析value因为值可能是任意结构所以调用readelement来解析出一个json结构
- 读取第一个字符得到"从而知道这个value是一个字符串，调用方法readstring来读取到这个value的值张三
- 读取下一个字符发现不是json对象的结尾字符}是,字符代表下面还存在一个key-value结构，继续读取
- 先解析key结构调用 readstring来进行解析出key字符串从而得到age这个值
- 然后解析value因为值可能是任意结构所以调用readelement来解析出一个json结构
- 读取第一个字符发现是1是数字，代表下面的这个结构是数值类型调用方法readjsonnumber来读取数值类型
- 读取下一个字符发现是}是json对象的结尾字符，退出json对象解析，返回解析的json对象结构实例
例2 解析json
[{"科目":"语文","成绩":99}]
1.解析第一个字符[发现是json数组结构，调用方法analysisjsonarray方法来解析出json数组结构
解析循环解析json数据结构直到遇到]数组结构结尾字符
因为数组中每个元素都是可能是任意类型数据，所以调用readelement方法来解析值
读取值的第一个字符{发现是json对象类型调用analysisjsonobject方法解析json对象
先解析key结构调用 readstring来进行解析出key字符串从而得到科目这个值
然后解析value因为值可能是任意结构所以调用readelement来解析出一个json结构
读取第一个字符得到"从而知道这个value是一个字符串，调用方法readstring来读取到这个value的值语文
读取下一个字符发现不是json对象的结尾字符}是,字符代表下面还存在一个key-value结构，继续读取
先解析key结构调用 readstring来进行解析出key字符串从而得到成绩这个值
然后解析value因为值可能是任意结构所以调用readelement来解析出一个json结构
读取第一个字符发现是9是数字，代表下面的这个结构是数值类型调用方法readjsonnumber来读取数值类型
读取下一个字符发现是}是json对象的结尾字符，退出json对象解析，返回解析的json对象结构实例
读取下一个字符发现是]json数组的结尾，退出解析json数组，返回解析的json数组结构实例
三、代码实现
/// <summary>
/// json解析类型
/// </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结构对象</returns>
public static jsonelement analysisjson(string text)
{
var index = 0;
//读取到非空白字符
readtononblankindex(text, ref index);
if (text[index++] == '[')
//解析数组
return analysisjsonarray(text, ref index);
//解析对象
return analysisjsonobject(text, ref index);
}
/// <summary>
/// 解析json对象
/// </summary>
/// <param name="text">json字符串</param>
/// <param name="index">开始索引位置</param>
/// <returns>json对象</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($"不能识别的字符“{text[index]}”！应为“"”",index);
index++;
//读取字符串
var name = readstring(text, ref index);
readtononblankindex(text, ref index);
if (text[index] != ':') throw new jsonanalysisexception($"不能识别的字符“{text[index]}”！",index);
index++;
readtononblankindex(text, ref index);
if (jsonarray.containskey(name)) throw new jsonanalysisexception($"已经添加键值：“{name}”",index);
//读取下一个element
jsonarray.add(name, readelement(text, ref index));
//读取到非空白字符
readtononblankindex(text, ref index);
} while (text[index++] != '}');
return jsonarray;
}
/// <summary>
/// 解析json数组
/// </summary>
/// <param name="text">json字符串</param>
/// <param name="index">开始索引位置</param>
/// <returns>json数组</returns>
private static jsonarray analysisjsonarray(string text, ref int index)
{
var jsonarray = new jsonarray();
do
{
readtononblankindex(text, ref index);
//读取下一个element
jsonarray.add(readelement(text, ref index));
//读取到非空白字符
readtononblankindex(text, ref index);
} while (text[index++] != ']');
return jsonarray;
}
/// <summary>
/// 读取jsonelement
/// </summary>
/// <param name="text">字符串</param>
/// <param name="index">开始下标</param>
/// <returns>下一个element</returns>
private static jsonelement readelement(string text, ref int index)
{
switch (text[index++])
{
case '[':
return analysisjsonarray(text, ref index);
case '{':
return analysisjsonobject(text, ref index);
case '"':
return new jsonstring(readstring(text, ref index));
case 't':
return readjsontrue(text, ref index);
case 'f':
return readjsonfalse(text, ref index);
case 'n':
return readjsonnull(text, ref index);
case '0':
case '1':
case '2':
case '3':
case '4':
case '5':
case '6':
case '7':
case '8':
case '9':
return readjsonnumber(text, ref index);
default:
throw new jsonanalysisexception($"未知element“{text[index]}”应该为【[、{{、"、true、false、null】", index);
}
}
/// <summary>
/// 读取值类型
/// </summary>
/// <param name="text">json字符串</param>
/// <param name="index">开始索引</param>
/// <returns>json数值类型</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("不能识别的数字类型！", i);
}
/// <summary>
/// 读取null
/// </summary>
/// <param name="text">json字符串</param>
/// <param name="index">开始索引</param>
/// <returns>读取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("读取null出错！", index);
}
/// <summary>
/// 读取false
/// </summary>
/// <param name="text">json字符串</param>
/// <param name="index">开始索引</param>
/// <returns>布尔值-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("读取布尔值出错！", index);
}
/// <summary>
/// 读取true
/// </summary>
/// <param name="text">json字符串</param>
/// <param name="index">开始索引</param>
/// <returns>布尔值-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("读取布尔值出错！",index);
}
/// <summary>
/// 读取字符串
/// </summary>
/// <param name="text">json字符串</param>
/// <param name="index">开始索引</param>
/// <returns>字符串值</returns>
private static string readstring(string text, ref int index)
{
//是否处于转义状态
var value = new stringbuilder();
while (index < text.length)
{
var c = text[index++];
if (c == '\\')
{
value.append('\\');
if (index >= text.length)
throw new jsonanalysisexception("未知的结尾！",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("传入的json字符串内容中不允许有换行！",index);
}
else
{
value.append(c);
}
}
return value.tostring();
}
/// <summary>
/// 判断是否为16进制字符
/// </summary>
private static bool ishex(char c)
{
return c >= '0' && c <= '9' || c >= 'a' && c <= 'z' || c >= 'a' && c <= 'z';
}
/// <summary>
/// 读取到非空白字符
/// </summary>
/// <param name="text">字符串</param>
/// <param name="index">开始下标</param>
/// <returns>非空白字符下标</returns>
private static void readtononblankindex(string text, ref int index)
{
while (index < text.length && char.iswhitespace(text[index])) index++;
}
}
完整demo代码下载
github项目地址（会持续更新）：demo代码
以上就是c# 如何实现一个简单的json解析器的详细内容，更多关于c# 实现json解析器的资料请关注其它相关文章！
