关于前端:如何手写一个JSON解析器

前言

前一段时间在工作的时候，遇到了如下的问题。后端传给我的JSON，其中id字段应用的number的格局，然而id的大小超过了2^53 – 1 ～ 2^53 – 1的范畴。导致JSON.parse解析的过程中数字溢出。后端又不违心批改接口。最初应用了json-bigint这个库解析JSON，代替了JSON.parse。将大数间接解析为字符串。

我很好奇，json-bigint的工作原理，于是浏览了json-bigint的源码，发现原理并不简单，于是写下这篇文章，供大家参考。

JsonBigint的应用

首先介绍下JsonBigint的根本应用

// 装置
npm install json-bigint


import JSONbig from 'json-bigint';

const json = '{ "value" : 9223372036854775807, "v2": 123 }';
// 9223372036854776000 产生了溢出
JSON.parse(json).value 
// '9223372036854775807' 将大数转为了字符串
JSONbig.parse(json).value

JsonBigint的原理

JsonBigint的原理，次要是逐个解析JSON中的每一个字符，并依据不同的规定将value，解析为object，array，number，，string，boolean值等。

JsonBigint的目录构造

JsonBigint次要裸露了两个API, JSONbig.parse 和 JSONbig.stringify，咱们次要看下 JSONbig.parse 办法。JSONbig.parse办法的代码，次要在parse.js文件中。

index.js

通过入口文件index.js可得悉parse函数，本身会返回一个函数。并将返回函数裸露到API上。

var json_parse = require('./lib/parse.js');

// 调用json_parse，并将返回值裸露给parse属性
module.exports.parse = json_parse();

parse.js

parse.js中是JSONbig.parse的外围代码所在的地位，我删除了局部对非凡状况的判断，只保留了源码的外围局部，以不便大家了解。接下来，咱们就来解读下外围源码吧。

入口函数

先来解释下，入口函数的参数和变量

source参数, 是咱们须要解析的json字符串
at，索引。咱们须要从头到尾一一字符解析json，所以索引初始等于0。
ch, 是以后正则解析的字符串，默认等于空字符串。
text，source参数的正本

function (source) {
    var result;
    text = source + '';
    at = 0;
    ch = ' ';
    result = value();
    white();
    if (ch) {
        error('Syntax error');
    }
    return result;
};

接着入口参数调用了value函数，value函数会开始解析text变量，并返回解析后内容。在解析实现后，如果还有多余的非空格字符没有被解析，阐明json是不非法的。抛出谬误，否则返回value返回的后果。

value

因为json在没有解析前，都是字符串的格局，所以咱们能够依据字符串的第一个字符，判读json到底是什么类型的。

如果是{, 阐明json解析后应该是object
如果是[, 阐明json解析后应该是array
如果是”，阐明解析后应该是字符串（JSON的规范是应用“）
如果是-，阐明是数字，只不过是正数
如果结尾的字符串是0～9内，阐明是字符串。如果不是，依照boolean或者null解决

value = function () {
    white();
    switch (ch) {
      case '{':
        return object();
      case '[':
        return array();
      case '"':
        return string();
      case '-':
        return number();
      default:
        return ch >= '0' && ch <= '9' ? number() : word();
    }
  };

value函数中，第一句话调用的是white函数，white函数是做什么的呢？

white函数会逐字读取json字符串（并排除空格字符），并将读取的字符串赋予ch变量。咱们依据ch变量，并联合下面的规定，开始应用不同函数开始解析

white & next

white函数的作用次要是用来，删除json中多余的空格字符。white函数中会开启一个while循环，如果ch是空格字符串，ch && ch <= ' '的循环条件，就会返回true，while循环就会继续下去，直到ch不在是空格字符串。

// white
white = function () {
    while (ch && ch <= ' ') {
        next();
    }
},

next函数，会依据索引at，取出json字符串中对应地位的字符。at索引会自增。next函数还有一个作用是判读参数是否和ch相等，如果不相等会抛出谬误。

// next函数
next = function (c) {
    if (c && c !== ch) {
      error("Expected '" + c + "' instead of '" + ch + "'");
    }
    ch = text.charAt(at);
    at += 1;
    return ch;
},

object

咱们首先看下object类型的json张什么样子”{“key”: value}”或”{}”。咱们能够看到第一个字符是”{“,。而第二个非空字符必须且应该是”, 或者是}。否则json就是不非法的

如果是}, 阐明是json一个空对象，间接返回空对象就行。

如果是”, 阐明json是有属性的。”和”之间的，应该是一个字符串，这个字符串是object的第一个属性。

如果这两个都不是，阐明这个object json是非法的。须要抛出谬误。

对于value，value的类型可能是objcet，array，boolean，string，number是不确定的

object = function () {
    var key,
    object = Object.create(null);

    if (ch === '{') {
      // 判读ch是否等于"{", 并读取第二个字符
      next('{');
      // 如果第二个字符是空格字符，white函数会尝试读取到第一个非空格的字符
      // 并将第二个非空格字符赋值给ch
      white();
      // 如果第二个字符是"}"，阐明这个object是一个空对象，间接返回空对象即可
      if (ch === '}') {
        next('}');
        return object;
      }
      // 如果不是 }, 并且json非法的状况下，第二个非空格字符应该是"
      // 在{ 和 冒号 之间，在json是非法状况下，是object的key，格局为"key"
      while (ch) {
        // string读取两个""之间的内容
        key = string();
        // 读取完key后，接着向后读取
        white();
        // key之后的第一个非空字符串，应该是:, 否则就是不非法的。
        next(':');
        // : 之后就应该是key对应的属性值
        // 属性值的类型不固定，咱们还须要借助value函数，尝试判断中属性的类型，做不同的解决
        // value会返回解析后的属性值，并返回。
        // 咱们将key和value增加到空对象上
        object[key] = value();
        // 在获取完value之后，接着向后读取
        // 如果读取到},阐明ojbect解析实现，返回object即可
        white();
        if (ch === '}') {
          next('}');
          return object;
        }
        // 如果读取到，阐明还有其余属性，进入下一次的迭代
        next(',');
        white();
      }
    }
    error('Bad object');
  };

string

在json中字符串内容必须应用两个双引号抱起来，举一个例子{“key”:”value”}。

string函数会读取两个双引号之间的内容，并返回。如果读取到最初，没有读取到下一个”, 阐明字符串没有闭合，不非法抛出谬误


string = function () {
    var string = '';
    // 如果是ch是"
    // while循环会始终尝试读取到第二个"
    // 并且将两个"之间的内容赋予string
    // 最初将string返回
    if (ch === '"') {
      var startAt = at;
      while (next()) {
        if (ch === '"') {
          if (at - 1 > startAt) string += text.substring(startAt, at - 1);
          next();
          return string;
        }
      }
    }
    error('Bad string');
  },

array

咱们首先看下array类型的json张什么样子”[value, value]”, 在第一个字符[之后。要么是数组的第一个内容，要么是 ]。

如果是], 阐明数组是一个空数组。返回空数组即可。

如果不是，阐明数组不是空数组。因为数组中内容的类型不固定，咱们还须要借助value函数，尝试判断数组中内容的类型。而后做不同的解决。直到读取到]字符，而后返回整个数组。

array = function () {

    var array = [];
    // 如果是数组类型，第一个字符必须是[, 如果不是阐明是不非法的array
    if (ch === '[') {
      next('[');
      // 尝试读取到第二个非空格的字符串
      white();
      // 如果第二个非空格的字符是], 阐明是空字符串，间接返回空数组
      if (ch === ']') {
        next(']');
        return array;
      }
      // 如果第二个非空格字符，不是]
      // 因为数组中的内容的类型，不确定，咱们须要应用value函数，读取内容并返回。
      while (ch) {
        array.push(value());
        white();
        // 在读取完第一个内容，如果之后的字符是], 阐明数组读取结束，返回数组即可
        if (ch === ']') {
          next(']');
          return array;
        }
        // 在读取完第一个内容，如果之后的字符是逗号，阐明数组还有其余内容，进入下一次循环
        next(',');
        white();
      }
    }
    error('Bad array');
  },

number


number = function () {
    var number,
      string = '';

    // 如果第一个字符串是 - ，阐明number可能会是正数，持续向后查找
    if (ch === '-') {
      string = '-';
      next('-');
    }

    // 如果是0～9之间的字符，string进行累加
    while (ch >= '0' && ch <= '9') {
      string += ch;
      next();
    }

    // 如果是小数点的解决
    if (ch === '.') {
      string += '.';
      while (next() && ch >= '0' && ch <= '9') {
        string += ch;
      }
    }

    // 如果是迷信计数法的解决
    if (ch === 'e' || ch === 'E') {
      string += ch;
      next();
      if (ch === '-' || ch === '+') {
        string += ch;
        next();
      }
      while (ch >= '0' && ch <= '9') {
        string += ch;
        next();
      }
    }
    // 将string转为数字，并将数字赋予number变量
    number = +string;

    // 如果number是nan，或者政府无穷大isFinite返回false
    // 比方，isFinite('-')，返回false
    // 如果返回false，抛出谬误
    if (!isFinite(number)) {
      error('Bad number');
    } else {
      // 如果string的长度大于15, 阐明number的大小曾经溢出，咱们返回字符串
      if (string.length > 15)
        return string
      else
       // 如果string的长度小于15, 咱们返回数字类型
        return number
    }

word

word函数次要是用来解决boolean类型和null的。

咱们首先看下，boolean类型和null在json中张什么样。”{“key1″:true,”key2″:false,”key3″:null}”, 在json中它们就是没用应用双引号包裹的一般字符。

word = function () {
    switch (ch) {
      // 如果第一个字符是t，那么接下来的字符必须顺次是t r u e，否则会抛出谬误
      case 't':
        next('t');
        next('r');
        next('u');
        next('e');
        // 返回true
        return true;
      // 如果第一个字符是f，那么接下来的字符必须顺次是f a l s e，否则会抛出谬误
      case 'f':
        next('f');
        next('a');
        next('l');
        next('s');
        next('e');
        // 返回false
        return false;
      // 如果第一个字符是n，那么接下来的字符必须顺次是n  u l l，否则会抛出谬误
      case 'n':
        next('n');
        next('u');
        next('l');
        next('l');
        // 返回null
        return null;
    }
    error("Unexpected '" + ch + "'");
  },

关于前端:如何手写一个JSON解析器

前言

JsonBigint的应用

JsonBigint的原理

JsonBigint的目录构造

index.js

parse.js

入口函数

value

white & next

object

string

array

number

word

评论

发表回复取消回复

更多文章

DDN HPC 存储硬件架构设计深度分析

探秘IO500：从Lustre并行文件系统出发，开启HPC存储性能新征程

苹果iOS打包的ipa应用无法安装？一篇文章带你了解可能的原因及排查方法

图解Golang：从零开始实现简易版过期LRU缓存

关于前端:如何手写一个JSON解析器

前言

JsonBigint的应用

JsonBigint的原理

JsonBigint的目录构造

index.js

parse.js

入口函数

value

white & next

object

string

array

number

word

评论

发表回复 取消回复

更多文章

DDN HPC 存储硬件架构设计深度分析

探秘IO500：从Lustre并行文件系统出发，开启HPC存储性能新征程

苹果iOS打包的ipa应用无法安装？一篇文章带你了解可能的原因及排查方法

图解Golang：从零开始实现简易版过期LRU缓存

发表回复取消回复