C#实现JSON解析器MojoUnityJson功能(简单且高效)
MojoUnityJson是使用C#实现的JSON解析器,算法思路来自于游戏引擎Mojoc的C语言实现Json.h。借助C#的类库,可以比C的实现更加的简单和全面,尤其是处理UnicodeCode(\u开头)字符的解析,C#的StringBuilder本身就支持了UnicodeCodePoint。
MojoUnityJson使用递归下降的解析模式,核心解析代码只有450行(去掉空行可能只有300多行),支持标准的JSON格式。算法实现力求简洁明了,用最直接最快速的方法达到目的,没有复杂的概念和模式。除了解析JSON,还提供了一组方便直观的API来访问JSON数据,整体实现只有一个文件,仅依赖System.Collections.Generic,System.Text,System三个命名空间,MojoUnityJson可以很容易的嵌入到其它项目里使用。
本文主要介绍一下,超级简单又高效,并且看一眼就完全明白的解析算法,几乎可以原封不动的复制粘贴成其它语言版本的实现。
保存上下文信息
使用一个简单的结构体,用来在解析的过程中,传递一些上下文数据。
privatestructData { //需要解析的JSON字符串 publicstringjson; //当前JSON字符串解析的位置索引 publicintindex; //缓存一个StringBuilder,用来抠出JSON的一段字符。 publicStringBuildersb; publicData(stringjson,intindex) { this.json=json; this.index=index; this.sb=newStringBuilder(); } }
抽象JSON的值
我们把JSON的值抽象成以下几个类型:
publicenumJsonType { Object, Array, String, Number, Bool, Null, }
整体解析步骤
//解析JsonValue privatestaticJsonValueParseValue(refDatadata); //解析JsonObject privatestaticJsonValueParseObject(refDatadata); //解析JsonArray privatestaticJsonValueParseArray(refDatadata); //解析string privatestaticJsonValueParseString(refDatadata); //解析number privatestaticJsonValueParseNumber(refDatadata)
这就是全部的解析流程,在ParseValue中会根据字符判断类型,分别调用下面几个不同的解析函数。JsonValue就对应一个JSON的值,它有一个JsonType代表了这个值的类型。这是一个递归的过程,在ParseValue,ParseObject和ParseArray过程中,会递归的调用ParseValue。JSON一定是始于一个,Object或Array,当这个最顶层的值解析完毕的时候,整个JSON也就解析完成了。
解析空白字符
解析过程中,会有很多为了格式化存在的空白字符,需要剔除这些,才能获得有信息的字符,这是一个重复的过程,需要一个函数统一处理。
privatestaticvoidSkipWhiteSpace(refDatadata) { while(true) { switch(data.json[data.index]) { case'': case'\t': case'\n': case'\r': data.index++;//每次消耗一个字符,就向后推进JSON的索引 continue; } break; } }
解析JsonValue
privatestaticJsonValueParseValue(refDatadata) { //跳过空白字符 SkipWhiteSpace(refdata); varc=data.json[data.index]; switch(c) { case'{': //表示Object returnParseObject(refdata); case'[': //表示Array returnParseArray(refdata); case'"': //表示string returnParseString(refdata); case'0': case'1': case'2': case'3': case'4': case'5': case'6': case'7': case'8': case'9': case'-': //表示数值 returnParseNumber(refdata); case'f'://表示可能是false if ( data.json[data.index+1]=='a'&& data.json[data.index+2]=='l'&& data.json[data.index+3]=='s'&& data.json[data.index+4]=='e' ) { data.index+=5; //表示是false returnnewJsonValue(JsonType.Bool,false); } break; case't'://表示可能是true if ( data.json[data.index+1]=='r'&& data.json[data.index+2]=='u'&& data.json[data.index+3]=='e' ) { data.index+=4; //表示是true returnnewJsonValue(JsonType.Bool,true); } break; case'n'://表示可能是null if ( data.json[data.index+1]=='u'&& data.json[data.index+2]=='l'&& data.json[data.index+3]=='l' ) { data.index+=4; //表示可能是null returnnewJsonValue(JsonType.Null,null); } break; } //不能处理了 thrownewException(string.Format("JsonParseValueerroronchar'{0}'indexin'{1}'",c,data.index)); }
- ParseValue是解析的主入口,代表着解析JsonValue这个抽象的JSON值,其真实的类型在解析的过程中逐渐具体化。
- 在剥离掉空白字符之后,就可以很容易的通过单个字符,就判断出其可能的数值类型,而不需要向前或向后检索。
- true,false,null这几个固定的类型,直接就处理掉了,而其它稍微复杂的类型需要使用函数来处理。
- 这里没有使用ifelse,而是大量使用了case,是为了提高效率,减少判断次数。
解析JsonObject
privatestaticJsonValueParseObject(refDatadata) { //Object对应C#的Dictionary varjsonObject=newDictionary(JsonObjectInitCapacity); //skip'{' data.index++; do { //跳过空白字符 SkipWhiteSpace(refdata); if(data.json[data.index]=='}') { //空的Object,"{}" break; } DebugTool.Assert ( data.json[data.index]=='"', "JsonParseObjecterror,char'{0}'shouldbe'\"'", data.json[data.index] ); //skip'"' data.index++; varstart=data.index; //解析Object的key值 while(true) { varc=data.json[data.index++]; switch(c) { case'"': //checkend'"' break; case'\\': //skipescapedquotes data.index++; continue; default: continue; } //alreadyskiptheend'"' break; } //getobjectkeystring //扣出key字符串 varkey=data.json.Substring(start,data.index-start-1); //跳过空白 SkipWhiteSpace(refdata); DebugTool.Assert ( data.json[data.index]==':', "JsonParseObjecterror,afterkey={0},char'{1}'shouldbe':'", key, data.json[data.index] ); //skip':' data.index++; //setJsonObjectkeyandvalue //递归的调用ParseValue获得Object的value值 jsonObject.Add(key,ParseValue(refdata)); //跳过空白 SkipWhiteSpace(refdata); if(data.json[data.index]==',') { //Object的下一对KV data.index++; } else { //跳过空白 SkipWhiteSpace(refdata); DebugTool.Assert ( data.json[data.index]=='}', "JsonParseObjecterror,afterkey={0},char'{1}'shouldbe'{2}'", key, data.json[data.index], '}' ); break; } } while(true); //skip'}'andreturnafter'}' data.index++; returnnewJsonValue(JsonType.Object,jsonObject); }
JsonObject类型就简单的对应C#的Dictionary,value是JsonValue类型。当解析完成后,value的类型就是确定的了。
JsonValue是递归的调用ParseValue来处理的,其类型可能是JsonType枚举的任意类型。
解析JsonArray
privatestaticJsonValueParseArray(refDatadata) { //JsonArray对应List varjsonArray=newList(JsonArrayInitCapacity); //skip'[' data.index++; do { //跳过空白 SkipWhiteSpace(refdata); if(data.json[data.index]==']') { //空"[]" break; } //addJsonArrayitem //递归处理List每个元素 jsonArray.Add(ParseValue(refdata)); //跳过空白 SkipWhiteSpace(refdata); if(data.json[data.index]==',') { //解析下一个元素 data.index++; } else { //跳过空白 SkipWhiteSpace(refdata); DebugTool.Assert ( data.json[data.index]==']', "JsonParseArrayerror,char'{0}'shouldbe']'", data.json[data.index] ); break; } } while(true); //skip']' data.index++; returnnewJsonValue(JsonType.Array,jsonArray); }
JsonArray类型就简单的对应C#的List,element是JsonValue类型。当解析完成后,element的类型就是确定的了。
JsonValue是递归的调用ParseValue来处理的,其类型可能是JsonType枚举的任意类型。
解析string
privatestaticJsonValueParseString(refDatadata) { //skip'"' data.index++; varstart=data.index; stringstr; //处理字符串 while(true) { switch(data.json[data.index++]) { case'"'://字符串结束 //checkend'"' if(data.sb.Length==0) { //没有使用StringBuilder,直接抠出字符串 str=data.json.Substring(start,data.index-start-1); } else { //有特殊字符在StringBuilder str=data.sb.Append(data.json,start,data.index-start-1).ToString(); //clearfornextstring //清空字符,供下次使用 data.sb.Length=0; } break; case'\\': { //checkescapedchar varescapedIndex=data.index; charc; //处理各种转义字符 switch(data.json[data.index++]) { case'"': c='"'; break; case'\'': c='\''; break; case'\\': c='\\'; break; case'/': c='/'; break; case'n': c='\n'; break; case'r': c='\r'; break; case't': c='\t'; break; case'u': //计算unicode字符的码点 c=GetUnicodeCodePoint ( data.json[data.index], data.json[data.index+1], data.json[data.index+2], data.json[data.index+3] ); //skipcodepoint data.index+=4; break; default: //notsupportjustaddinprestring continue; } //addprestringandescapedchar //特殊处理的字符和正常的字符,一起放入StringBuilder data.sb.Append(data.json,start,escapedIndex-start-1).Append(c); //updateprestringstartindex start=data.index; continue; } default: continue; } //alreadyskiptheend'"' break; } returnnewJsonValue(JsonType.String,str); }
处理字符串麻烦的地方在于,转义字符需要特殊处理,都这转义字符就会直接显示而不能展示特殊的作用。好在StringBuilder功能非常强大,提供处理各种情况的接口。
解析Unicode字符
在JSON中,Unicode字符是以\u开头跟随4个码点组成的转义字符。码点在StringBuilder的Append重载函数中是直接支持的。所以,我们只要把\u后面的4个字符,转换成码点传递给Append就可以了。
//////Gettheunicodecodepoint. /// privatestaticcharGetUnicodeCodePoint(charc1,charc2,charc3,charc4) { //把\u后面的4个char转换成码点,注意这里需要是char类型,才能被Append正确处理。 //4个char转换为int后,映射到16进制的高位到低位,然后相加得到码点。 return(char) ( UnicodeCharToInt(c1)*0x1000+ UnicodeCharToInt(c2)*0x100+ UnicodeCharToInt(c3)*0x10+ UnicodeCharToInt(c4) ); } //////Singleunicodecharconverttoint. /// privatestaticintUnicodeCharToInt(charc) { //使用switchcase减少ifelse的判断 switch(c) { case'0': case'1': case'2': case'3': case'4': case'5': case'6': case'7': case'8': case'9': returnc-'0'; case'a': case'b': case'c': case'd': case'e': case'f': returnc-'a'+10; case'A': case'B': case'C': case'D': case'E': case'F': returnc-'A'+10; } thrownewException(string.Format("JsonUnicodechar'{0}'error",c)); }
解析number
privatestaticJsonValueParseNumber(refDatadata) { varstart=data.index; //收集数值字符 while(true) { switch(data.json[++data.index]) { case'0': case'1': case'2': case'3': case'4': case'5': case'6': case'7': case'8': case'9': case'-': case'+': case'.': case'e': case'E': continue; } break; } //抠出数值字符串 varstrNum=data.json.Substring(start,data.index-start); floatnum; //当成float处理,当然也可以用double if(float.TryParse(strNum,outnum)) { returnnewJsonValue(JsonType.Number,num); } else { thrownewException(string.Format("JsonParseNumbererror,cannotparsestring[{0}]",strNum)); } }
如何使用
只有一句话,把Json字符串解析成JsonValue对象,然后JsonValue对象包含了所有的数值。
varjsonValue=MojoUnity.Json.Parse(jsonString); JsonValue的访问API //JsonValue当做string publicstringAsString(); //JsonValue当做float publicfloatAsFloat(); //JsonValue当做int publicfloatAsInt(); //JsonValue当做bool publicfloatAsBool(); //JsonValue当做null publicfloatIsNull(); //JsonValue当做Dictionary publicDictionaryAsObject(); //JsonValue当做Dictionary并根据key获取value当做JsonValue publicJsonValueAsObjectGet(stringkey); //JsonValue当做Dictionary并根据key获取value当做Dictionary publicDictionary AsObjectGetObject(stringkey); //JsonValue当做Dictionary并根据key获取value当做List publicList AsObjectGetArray(stringkey); //JsonValue当做Dictionary并根据key获取value当做string publicstringAsObjectGetString(stringkey); //JsonValue当做Dictionary并根据key获取value当做float publicfloatAsObjectGetFloat(stringkey); //JsonValue当做Dictionary并根据key获取value当做int publicintAsObjectGetInt(stringkey); //JsonValue当做Dictionary并根据key获取value当做bool publicboolAsObjectGetBool(stringkey); //JsonValue当做Dictionary并根据key获取value当做null publicboolAsObjectGetIsNull(stringkey); //JsonValue当做List publicList AsArray(); //JsonValue当做List并获取index的value当做JsonValue publicJsonValueAsArrayGet(intindex); //JsonValue当做List并获取index的value当做Dictionary publicDictionary AsArrayGetObject(intindex); //JsonValue当做List并获取index的value当做List publicList AsArrayGetArray(intindex); //JsonValue当做List并获取index的value当做string publicstringAsArrayGetString(intindex); //JsonValue当做List并获取index的value当做float publicfloatAsArrayGetFloat(intindex); //JsonValue当做List并获取index的value当做int publicintAsArrayGetInt(intindex); //JsonValue当做List并获取index的value当做bool publicboolAsArrayGetBool(intindex); //JsonValue当做List并获取index的value当做null publicboolAsArrayGetIsNull(intindex);
最后
MojoUnityJson目的就是完成简单而单一的JSON字符串解析功能,能够读取JSON的数据就是最重要的功能。在网上也了解了一些开源的C#实现的JSON库,不是功能太多太丰富,就是实现有些繁琐了,于是就手动实现了MojoUnityJson。
总结
以上所述是小编给大家介绍的C#实现JSON解析器MojoUnityJson,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对毛票票网站的支持!