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介绍
后面两节咱们介绍了分词和分词荡涤，通过荡涤后的 token 列表曾经能够用来生产语法树，本节咱们将实现语法树的生成，语法树的目标就是将数据结构化，什么叫结构化，比方字符串表达式 (1+(2*3)) 要写个程序计算这个后果还是有点难的，因为这个字符串只是一个字符串，咱们须要去解析，那么这个字符串就不是一个结构化的数据，如果给你的是解析后的数据，那么就很好解决，解析后的数据就是结构化的数据，你可能会说那不就是分词吗，其实不是的，也是以下面那个表达式为例，分词都是平铺构造，没有层级关系，但表达式有优先级，嵌套等层级关系，这个就是语法树要做的事。
实现
难点
生成语法树的难点在于，token 数组是平铺构造，但语法树是树形构造，有层级关系，咱们须要将将平铺构造变成树形构造，当 token 数组中蕴含 object 和 array 时语法树就会有新的分支，因而重点就是要解决好 object 和 array，这两个解决形式实质上是统一的，能够简化为找括号问题，什么意思呢，比方一个表达式 (1+(2+(3+4)+5)+6) 如何找到成对的括号，一种简略的办法是如果碰到 ( 就进入递归，直到碰到 ) 退出，这样最初一次递归会先匹配第一个 ) 和咱们想要的后果相符，有点相似栈，后进先出，就以 (1+(2+(3+4)+5)+6) 为例，总共 17 个字符，括号的匹配状况应该是
0 匹配 16
3 匹配 13
6 匹配 10代码实现
public static void test(String text) {
int begin = 0;
int end = 0;
while (index < text.length()) {int c = text.charAt(index);
if (c == '(') {
begin = index;
char cc = text.charAt(++index);
while (cc != ')') {test(text);
cc = text.charAt(index);
}
end = index;
System.out.println(String.format("%d 匹配 %d", begin, end));
} else if (c == ')') {break;}
++index;
}
}输入
6 匹配 10
3 匹配 13
0 匹配 16因为是最外面括号开始匹配所以先输入 6 匹配 10，后果是合乎预期的，了解了这个就很容易了解语法树的生成过程
实现
首先定义形象语法树数据结构，如下
public class Ast {
// 节点类型
private String type;
// 如果是 object 则是字段列表
// 如果是 array 则是值列表
private List<Ast> items;
// 字段名（可为空）private String name;
// 字段值
private Object value;
....
}语法树构建步骤如下
- 如果是 object 和 array，那么就依照递归的形式进行遍历
- 如果是 key，那么依据 value 的类型进行解决，如果是 object 和 array，那么依照递归的形式进行遍历，如果是根本类型，间接解决
- 如果是 value，间接解决
代码如下：
/**
* 生成形象语法树
*
* @return
*/
public List<Ast> generateAST() {List<Ast> items = new ArrayList<>();
//currentIndex 作为以后读取 token 的地位
// 取出对象则 currentIndex 须要往前挪动
Token token = jsonTokens.get(currentIndex);
if ("object".equals(token.getType()) && "{".equals(token.getValue())) {Ast item = new Ast();
item.setType(token.getType());
// 如果 json 语法错误 currentIndex 有可能超过范畴，这里先不思考语法错误问题
Token tt = jsonTokens.get(++currentIndex);
while (!"object".equals(tt.getType()) || ("object".equals(tt.getType()) && !"}".equals(tt.getValue()))) {item.getItems().addAll(generateAST());
tt = jsonTokens.get(currentIndex);
}
items.add(item);
++currentIndex;
} else if ("array".equals(token.getType()) && "[".equals(token.getValue())) {Ast item = new Ast();
item.setType(token.getType());
Token tt = jsonTokens.get(++currentIndex);
while (!"array".equals(tt.getType()) || ("array".equals(tt.getType()) && !"]".equals(tt.getValue()))) {item.getItems().addAll(generateAST());
tt = jsonTokens.get(currentIndex);
}
items.add(item);
++currentIndex;
} else if ("key".equals(token.getType())) {
// key 和 value 是成对呈现，如果只有 key 没有 value 阐明 json 语法错误，这里临时不思考语法错误
Token value = jsonTokens.get(++currentIndex);
if ("object".equals(value.getType()) || "array".equals(value.getType())) {
// 对象和数组须要递归获取语法树
List<Ast> tts = generateAST();
// 如果是 key-value 构造必须设置 key 的名称
tts.get(0).setName((String) token.getValue());
return tts;
} else if ("value".equals(value.getType())) {Ast item = new Ast();
item.setValue(value.getValue());
item.setType(value.getType());
item.setName((String) token.getValue());
items.add(item);
++currentIndex;
}
} else if ("value".equals(token.getType())) {// 只有 value 没有 key 的状况，比方["1",2,true,null]
Ast item = new Ast();
item.setValue(token.getValue());
item.setType(token.getType());
items.add(item);
++currentIndex;
}
return items;
}代码看着挺长，但就是做下面说的三件事，外面的逻辑并不简单
测试
语法树结构不容易打印进去，咱们用 fastjson 转化为 json 进行打印
public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {InputStream fin = Main.class.getResourceAsStream("/example.json");
byte[] buf = new byte[fin.available()];
fin.read(buf);
fin.close();
String json = new String(buf, "utf-8");
JSONParser parser = new JSONParser();
List<Token> tokens = parser.tokenizer(json);
tokens = parser.tokenClean(tokens);
List<Ast> astItems = parser.generateAST();
Ast ast = astItems.get(0);
System.out.println(String.format("|%-12s|%-12s|%-15s|", "type", "valueType", "value"));
System.out.println("-------------------------------------------");
for (Token t : tokens) {
System.out.println(String.format("|%-12s|%-12s|%-15s|",
t.getType(),
t.getValueType(),
t.getValue()));
}
System.out.println("-------------------------------------------");
System.out.println(JSON.toJSONString(ast, true));
}
}后果：
{
"items":[
{
"name":"name",
"type":"value",
"value":"asan"
},
{
"name":"age",
"type":"value",
"value":32
},
{
"name":"married",
"type":"value",
"value":true
},
{
"name":"birthday",
"type":"value",
"value":"1992-02-08"
},
{
"name":"salary",
"type":"value",
"value":1234.56
},
{
"name":"description",
"type":"value",
"value":"a \"hudsom\"man"
},
{
"items":[
{
"type":"value",
"value":"coder"
},
{
"type":"value",
"value":"mid-age"
}
],
"name":"tags",
"type":"array"
},
{
"items":[
{
"name":"province",
"type":"value",
"value":"福建省"
},
{
"name":"city",
"type":"value",
"value":"泉州市"
},
{
"name":"area",
"type":"value",
"value":"晋江市"
}
],
"name":"location",
"type":"object"
},
{
"items":[
{
"items":[
{
"name":"relation",
"type":"value",
"value":"couple"
},
{
"name":"name",
"type":"value",
"value":"Helen"
}
],
"type":"object"
},
{
"items":[
{
"name":"relation",
"type":"value",
"value":"daughter"
},
{
"name":"name",
"type":"value",
"value":"XiaoMan"
}
],
"type":"object"
}
],
"name":"family",
"type":"array"
}
],
"type":"object"
}这样咱们胜利构建了一棵语法树
代码
残缺代码请参考我的项目 https://github.com/wls1036/tiny-json-parser 的 0x03 分支
正文完
