大家都懂的 JSON 解析器原理（一）簡介 & 低配版入門目标低配版，一個函數搞定解析過程

沒學過編譯原理，做一個 JSON 解析器難嗎？——難！是不是就不能“迎難而上”呢？——不是！越是難的越是一個挑戰！——筆者這裡嘗試通過通俗易懂的行文為大家介紹一下 JSON 解析器，——那一串串長長的 JSON 文本到底是如何被解析成為 Java 裡面“可以了解的”對象的。前面的鋪墊可能比較長，但請盡量不要跳過，因為那都是基礎，尤其對于我們非科班來說，應要惡補。當然，為照顧大家的了解程度（包括我自己，我也會以後回看自己的代碼，以此反複了解、反複消化），我會把代碼寫多點注釋，把代碼可讀性提高那麼一點點，因為網上很多寫解析器的大神都是從 C 語言高手過來的，明顯帶有過程式的風格。是以我會重構這些代碼，使得代碼更 OO 一些，這樣看起來也會緊湊一些，可讀性高一些。

輸入 JSON 字元串，對象或數組互相嵌套着，如：

可以 {} 包含 []，也可以 [] 包含 {}，總之互相嵌套，最後到 Java 傳回 Map 或 List 就可以了——當然 Java 裡的 Map or List 也是可以互相嵌套着的。

要求知識

讀者應當對 JSON 結構是怎麼一回事要了然于胸。

好吧，正式開始！

可以說這是一個超簡單 JSON 解析器，它是一個函數。一個函數就能搞定嗎？——如果隻考慮 JSON 簡單情況（此種情況固然是不能放在生産環境的）是可以的，而且代碼行數少，正好适合我們初學了解。下面是該函數的完整代碼。

該函數輸入一個 String 類型的參數，傳回一個 Object 類型結果。Object 類型隻有兩種真實類型，要麼是 Map，要麼是 List，分别對應最外層的 JSON 類型。

怎麼了解這個函數呢？首先方法輸入的是字元串，我們把字元串“打散”，也就是 char[] cs=jsonstring.toCharArray(); 這句把字元串轉換為字元數組。變成數組的目的是要周遊也就是把數組中的每一個字元都讀出來。讀了一個字元，并進行解析。解析完畢了，我們叫“消耗”。把這個字元消耗了，接着就讀取下一個字元重複上述過程。如此 JSON 裡面每一個字元都會被讀取、解析、消耗。

将字元串變為字元數組，實際上很多 JSON 解析庫都會那麼做，是為第一步之工序。得到 char[] 然後周遊它，其中的周遊過程就是具體的一個解析 JSON 的過程。

至于周遊 for 裡面具體怎麼個解析法？此固然是要重點探讨的話題。

函數中一口氣聲明了 4個 Stack：

我們知道 JSON 乃樹狀結構。樹樁結構的特點是父親節點擁有子節點，子節點的上一級是父節點，形成了這種關系。變量 maps 用于記住周遊字元的時候，字元所在在父級對象有哪些。父級節點 maps 是一個集合的概念，因為可能不止一個父級節點，而且可能有 n 個，那個 n 就代表樹的層數。且 maps 裡面的順序不能打亂（不過可以放心，在 Stack 裡面并不允許“打亂”順序）。

同理，遇到數組的方式也可以這樣去了解，儲存在 lists 變量中。

當然，必須先有父級節點，才會有子節點，否則子節點就沒有容身的“場所”。故而第一個欲消耗的字元永遠要麼是 {，永遠要麼是 [，才會 new 第一個 map 對象或者 list 對象。第一個 { 或 [ 可以稱為“根節點”或“頂級節點”。

回到函數中，分别是如下進行字元的消耗的：

我們忽略 switch 中不相關的部分，用省略号表示。可見，一遇到 { 字元，就表示要建立 map 對象，而且要将 map 進棧到 maps 中；一遇到 [ 字元，就表示要建立 list 對象，而且要将 list 進棧到 lists 中。進棧的意思就是在棧頂部添加新的元素。

光有進棧不夠，應該還有“退棧”的那麼一個操作。不過這裡權且埋下伏筆，回過頭來我們再看退棧。

上述過程就是比對 JSON 字元串中的兩種括号：尖括号和方括号，如 [ { }, [ ], [ ] ] 或 { [ ], [ ] } 等為正确格式，[ { ] } 或 { [ } } 為不合法格式。我們把 JSON 字元串抽象成這個格式去了解，有助于我們了解怎麼比對成對出現的結構。

例如考慮下面的括号序列。

當消耗了第 1 個括号 [ 之後，期待與它比對的第 8 個括号 ] 出現，然而等來的卻是第 2 括号 {，此時第 1 個括号隻能靠邊站，不過沒關系，因為我們消耗過程中已經把它儲存起來，進行過“入棧”了；好，接着第 2 個括号要比對的是 }，但是很遺憾，第 3 個括号并不是期待的 }，而是 [。不過同樣沒關系，因為第 2 個括号已經儲存起來，先記着；現在輪到第 3 個括号，就要看看第 4 個括号怎麼樣？第 4 個括号正好是 ]，完成比對！期待得到了滿足！但是不要忘記剛才第 3 個括号已經入過棧，是以現在滿足之後，目前就不是原來的位置——需要執行什麼操作？就是要“退棧”的操作。

執行完退棧之後，目前位置是第 5 個括号，而目前所期待的括号理應是第 2 個括号的期待，這個期待最為迫切。不過很遺憾，第 2 個括号還必須“忍一忍”，因為第 5 個括号是 [，說明又有新的期待進來，迫切性更高，第 2 個括号必須“讓位于”第 5 個括号。——這裡我們假設是故意弄錯，第 6 個括号進入的是一個右尖括号 }，明顯這樣不能構成結對，是非法字元，于是應中止周遊，立刻報錯。回到正确的例子上，我們看到第 6 個括号是合法的括号，完成比對，接下來期待第 2 個括号的比對，或者是 [ or { 新開一級的比對——這都是可以、合法的。

由此可見，這過程與棧的結構相吻合。“一進一退”是必須完成的結對，否則是不合法的過程。

隻有掌握了這個比對過程，我們才能進入下一步的 JSON 解析。今天先說到這兒，裡面的内容有不少地方是需要好好消化的。如果沒有幫到讀者了解，或者有進一步的問題，都可以跟在下溝通。歡迎交流！