C#中实现JSON解析器

JSON(JavaScript Object Notation)即 JavaScript 对象表示法,是一种轻量级的数据交换格式。

起源与发展

JSON 源于 JavaScript 编程语言,是 JavaScript 对象字面量语法的一个子集。但如今它已经独立于 JavaScript,成为一种通用的数据格式,广泛应用于各种编程语言和系统之间的数据交换。由于其简洁性和通用性,在 Web 开发、移动应用开发、云计算等领域得到了极为广泛的应用。

特点

轻量级:相较于 XML 等其他数据交换格式,JSON 的数据结构更加简洁,文件体积更小,这使得在网络传输过程中能够减少带宽占用,提高传输效率。
易读性:JSON 的文本格式清晰、简洁,符合人类的阅读习惯,开发人员可以很容易地理解和解析其中的数据内容。
跨语言兼容性:几乎所有的现代编程语言都提供了对 JSON 的支持,能够方便地将 JSON 数据解析为本地数据结构,或者将本地数据结构转换为 JSON 格式,这使得不同编程语言开发的系统之间能够轻松进行数据交换。

实现思路:

词法分析

词法分析的目的是将输入的 JSON 字符串分解为一个个的词法单元,例如花括号、方括号、逗号、冒号、字符串、数字、布尔值和空值等。我们可以定义一个 Token 类来表示词法单元,以及一个 Scanner 类来进行词法分析。

语法分析

语法分析的目的是根据词法单元构建 JSON 对象或数组。我们可以定义一个 Parser 类来进行语法分析,它将接收一个 Token 列表作为输入,并返回解析后的 JSON 对象或数组。

流程图:

代码实现:

1.定义Token类:

public enum TokenType
{STRING,NUMBER,BOOLEAN,NULL,LEFT_BRACE,RIGHT_BRACE,LEFT_BRACKET,RIGHT_BRACKET,COMMA,COLON,EOF
}public class Token
{public TokenType Type { get; }public object Value { get; }public Token(TokenType type, object value){Type = type;Value = value;}
}

 2.实现扫描类:

public class Scanner
{private readonly string source;private int start;private int current;private int line = 1;private readonly List<Token> tokens = new List<Token>();public Scanner(string source){this.source = source;}public List<Token> Scan(){while (!IsAtEnd()){start = current;ScanToken();}tokens.Add(new Token(TokenType.EOF, null));return tokens;}private bool IsAtEnd() => current >= source.Length;private void ScanToken(){char c = Advance();switch (c){case '{':AddToken(TokenType.LEFT_BRACE, c);break;case '}':AddToken(TokenType.RIGHT_BRACE, c);break;case '[':AddToken(TokenType.LEFT_BRACKET, c);break;

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