cJONS序列化工具解读二(数据解析)
cJSON数据解析
关于数据解析部分,其实这个解析就是个自动机,通过递归或者解析栈进行实现数据的解析
/* Utility to jump whitespace and cr/lf */
//用于跳过ascii小于32的空白字符
static const char *skip(const char *in)
{
while (in && *in && (unsigned char)*in <= )
in++;
return in;
} /* Parse an object - create a new root, and populate. */
cJSON *cJSON_ParseWithOpts(const char *value, const char **return_parse_end, int require_null_terminated)
{
const char *end = ;
cJSON *c = cJSON_New_Item();
ep = ;
if (!c)
return ; /* memory fail */ //根据前几个字符设置c类型并更新读取位置为end
end = parse_value(c, skip(value));
if (!end)
{
cJSON_Delete(c); //解析失败,数据不完整
return ;
} /* parse failure. ep is set. */ /* if we require null-terminated JSON without appended garbage, skip and then check for a null terminator */
if (require_null_terminated)///??
{
end = skip(end);
if (*end)
{
cJSON_Delete(c);
ep = end;
return ;
}
}
if (return_parse_end)
*return_parse_end = end;
return c;
}
/* Default options for cJSON_Parse */
cJSON *cJSON_Parse(const char *value) { return cJSON_ParseWithOpts(value, , ); }
①关于重点部分parse_value 对类型解读函数
/* Parser core - when encountering text, process appropriately. */
//将输入字符串解析为具体类型cJSON结构
static const char *parse_value(cJSON *item, const char *value)
{
if (!value)
return ; /* Fail on null. */ //设置结构的具体类型并且返回下一个将要解读数据的位置
if (!strncmp(value, "null", )) { item->type = cJSON_NULL; return value + ; }
if (!strncmp(value, "false", )) { item->type = cJSON_False; return value + ; }
if (!strncmp(value, "true", )) { item->type = cJSON_True; item->valueint = ; return value + ; }
if (*value == '\"') { return parse_string(item, value); }
if (*value == '-' || (*value >= '' && *value <= '')) { return parse_number(item, value); }
if (*value == '[') { return parse_array(item, value); }
if (*value == '{') { return parse_object(item, value); } ep = value; return ; /* failure. */
}
②解析字符串部分
解析字符串时, 对于特殊字符也应该转义,比如 "n" 字符应该转换为 'n' 这个换行符。
当然,如果只有特殊字符转换的话,代码不会又这么长, 对于字符串, 还要支持非 ascii 码的字符, 即 utf8字符。
这些字符在字符串中会编码为 uXXXX 的字符串, 我们现在需要还原为 0 - 255 的一个字符。
static unsigned parse_hex4(const char *str)
{
unsigned h = ;
if (*str >= '' && *str <= '')
h += (*str) - '';
else if (*str >= 'A' && *str <= 'F')
h += + (*str) - 'A';
else if (*str >= 'a' && *str <= 'f')
h += + (*str) - 'a';
else
return ; h = h << ; //*F
str++;
if (*str >= '' && *str <= '')
h += (*str) - '';
else if (*str >= 'A' && *str <= 'F')
h += + (*str) - 'A';
else if (*str >= 'a' && *str <= 'f')
h += + (*str) - 'a';
else
return ; h = h << ;
str++;
if (*str >= '' && *str <= '')
h += (*str) - '';
else if (*str >= 'A' && *str <= 'F')
h += + (*str) - 'A';
else if (*str >= 'a' && *str <= 'f')
h += + (*str) - 'a';
else return ; h = h << ;
str++;
if (*str >= '' && *str <= '')
h += (*str) - '';
else if (*str >= 'A' && *str <= 'F')
h += + (*str) - 'A';
else if (*str >= 'a' && *str <= 'f')
h += + (*str) - 'a';
else
return ;
return h;
} /* Parse the input text into an unescaped cstring, and populate item. */
static const unsigned char firstByteMark[] = { 0x00, 0x00, 0xC0, 0xE0, 0xF0, 0xF8, 0xFC };
static const char *parse_string(cJSON *item, const char *str)
{
const char *ptr = str + ;
char *ptr2;
char *out;
int len = ;
unsigned uc, uc2;
if (*str != '\"')
{
ep = str;
return ;
} /* not a string! */ while(*ptr != '\"' && *ptr && ++len)
if (*ptr++ == '\\') //跳过\续行符
ptr++; /* Skip escaped quotes. */ //空间申请
out = (char*)cJSON_malloc(len + ); /* This is how long we need for the string, roughly. */
if (!out)
return ; ptr = str + ;//跳过“开始
ptr2 = out;
while (*ptr != '\"' && *ptr)
{
if (*ptr != '\\')
*ptr2++ = *ptr++;
else //转义字符处理
{
ptr++;
switch (*ptr)
{
case 'b': *ptr2++ = '\b'; break;
case 'f': *ptr2++ = '\f'; break;
case 'n': *ptr2++ = '\n'; break;
case 'r': *ptr2++ = '\r'; break;
case 't': *ptr2++ = '\t'; break;
case 'u': /* transcode utf16 to utf8. */
uc = parse_hex4(ptr + );
ptr += ; /* get the unicode char. */ if ((uc >= 0xDC00 && uc <= 0xDFFF) || uc == )
break; /* check for invalid. */ if (uc >= 0xD800 && uc <= 0xDBFF) /* UTF16 surrogate pairs. */
{
if (ptr[] != '\\' || ptr[] != 'u')
break; /* missing second-half of surrogate. */
uc2 = parse_hex4(ptr + );
ptr += ;
if (uc2<0xDC00 || uc2>0xDFFF)
break; /* invalid second-half of surrogate. */
uc = 0x10000 + (((uc & 0x3FF) << ) | (uc2 & 0x3FF));
} len = ;
if (uc<0x80)
len = ;
else if (uc<0x800)
len = ;
else if (uc<0x10000)
len = ;
ptr2 += len; switch (len)
{
case :
*--ptr2 = ((uc | 0x80) & 0xBF); uc >>= ;
case :
*--ptr2 = ((uc | 0x80) & 0xBF); uc >>= ;
case :
*--ptr2 = ((uc | 0x80) & 0xBF); uc >>= ;
case :
*--ptr2 = (uc | firstByteMark[len]);
}
ptr2 += len;
break;
default:
*ptr2++ = *ptr; break;
}
ptr++;
}
}
*ptr2 = ;
if (*ptr == '\"') ptr++;
item->valuestring = out;
item->type = cJSON_String;
return ptr;
}
关于具体的字符解析中的编码相关问题,请自行阅读编码相关知识
③数字解析
/* Parse the input text to generate a number, and populate the result into item. */
static const char *parse_number(cJSON *item, const char *num)
{
double n = , sign = , scale = ;
int subscale = ,
signsubscale = ; if (*num == '-')
sign = -, num++; /* Has sign? */
if (*num == '')
num++; /* is zero */
if (*num >= '' && *num <= '')
do
{
n = (n*10.0) + (*num++ - '');
}while (*num >= '' && *num <= ''); /* Number? */
if (*num == '.' && num[] >= '' && num[] <= '')
{
num++;
do
n = (n*10.0) + (*num++ - ''), scale--;
while (*num >= '' && *num <= '');
} /* Fractional part? */
if (*num == 'e' || *num == 'E') /* Exponent? */
{
num++;
if (*num == '+')
num++;
else if (*num == '-')
signsubscale = -, num++; /* With sign? */
while (*num >= '' && *num <= '')
subscale = (subscale * ) + (*num++ - ''); /* Number? */
} n = sign*n*pow(10.0, (scale + subscale*signsubscale)); /* number = +/- number.fraction * 10^+/- exponent */ item->valuedouble = n;
item->valueint = (int)n;
item->type = cJSON_Number;
return num;
}
④解析数组
解析数组, 需要先遇到 '[' 这个符号, 然后挨个的读取节点内容, 节点使用 ',' 分隔, ',' 前后还可能有空格, 最后以 ']' 结尾。
我们要编写的也是这样。
先创建一个数组对象, 判断是否有儿子, 有的话读取第一个儿子, 然后判断是不是有 逗号, 有的话循环读取后面的儿子。
最后读取 ']' 即可。
/* Build an array from input text. */
static const char *parse_array(cJSON *item, const char *value)
{
cJSON *child;
if (*value != '[')
{
ep = value;
return ;
} /* not an array! */ item->type = cJSON_Array;
value = skip(value + );
if (*value == ']')
return value + ; /* empty array. */ item->child = child = cJSON_New_Item();
if (!item->child)
return ; /* memory fail */
//解析数组内结构
value = skip(parse_value(child, skip(value))); /* skip any spacing, get the value. */
if (!value) return ; while (*value == ',')
{
cJSON *new_item;
if (!(new_item = cJSON_New_Item())) return ; /* memory fail */ child->next = new_item;
new_item->prev = child;
child = new_item;
value = skip(parse_value(child, skip(value + )));
if (!value)
return ; /* memory fail */
} if (*value == ']')
return value + ; /* end of array */
ep = value;
return ; /* malformed. */
}
⑤解析对象
解析对象和解析数组类似, 只不过对象的一个儿子是个 key - value, key 是字符串, value 可能是任何值, key 和 value 用 ":" 分隔。
/* Render an object to text. */
static char *print_object(cJSON *item, int depth, int fmt, printbuffer *p)
{
char **entries = , **names = ;
char *out = , *ptr, *ret, *str; int len = , i = , j;
cJSON *child = item->child;
int numentries = , fail = ;
size_t tmplen = ;
/* Count the number of entries. */
while (child) numentries++, child = child->next;
/* Explicitly handle empty object case */
if (!numentries)
{
if (p) out = ensure(p, fmt ? depth + : );
else out = (char*)cJSON_malloc(fmt ? depth + : );
if (!out) return ;
ptr = out; *ptr++ = '{';
if (fmt) { *ptr++ = '\n'; for (i = ; i<depth - ; i++) *ptr++ = '\t'; }
*ptr++ = '}'; *ptr++ = ;
return out;
}
if (p)
{
/* Compose the output: */
i = p->offset;
len = fmt ? : ; ptr = ensure(p, len + ); if (!ptr) return ;
*ptr++ = '{'; if (fmt) *ptr++ = '\n'; *ptr = ; p->offset += len;
child = item->child; depth++;
while (child)
{
if (fmt)
{
ptr = ensure(p, depth); if (!ptr) return ;
for (j = ; j<depth; j++) *ptr++ = '\t';
p->offset += depth;
}
print_string_ptr(child->string, p);
p->offset = update(p); len = fmt ? : ;
ptr = ensure(p, len); if (!ptr) return ;
*ptr++ = ':'; if (fmt) *ptr++ = '\t';
p->offset += len; print_value(child, depth, fmt, p);
p->offset = update(p); len = (fmt ? : ) + (child->next ? : );
ptr = ensure(p, len + ); if (!ptr) return ;
if (child->next) *ptr++ = ',';
if (fmt) *ptr++ = '\n'; *ptr = ;
p->offset += len;
child = child->next;
}
ptr = ensure(p, fmt ? (depth + ) : ); if (!ptr) return ;
if (fmt) for (i = ; i<depth - ; i++) *ptr++ = '\t';
*ptr++ = '}'; *ptr = ;
out = (p->buffer) + i;
}
else
{
/* Allocate space for the names and the objects */
entries = (char**)cJSON_malloc(numentries * sizeof(char*));
if (!entries) return ;
names = (char**)cJSON_malloc(numentries * sizeof(char*));
if (!names) { cJSON_free(entries); return ; }
memset(entries, , sizeof(char*)*numentries);
memset(names, , sizeof(char*)*numentries); /* Collect all the results into our arrays: */
child = item->child; depth++; if (fmt) len += depth;
while (child)
{
names[i] = str = print_string_ptr(child->string, );
entries[i++] = ret = print_value(child, depth, fmt, );
if (str && ret) len += strlen(ret) + strlen(str) + + (fmt ? + depth : ); else fail = ;
child = child->next;
} /* Try to allocate the output string */
if (!fail) out = (char*)cJSON_malloc(len);
if (!out) fail = ; /* Handle failure */
if (fail)
{
for (i = ; i<numentries; i++) { if (names[i]) cJSON_free(names[i]); if (entries[i]) cJSON_free(entries[i]); }
cJSON_free(names); cJSON_free(entries);
return ;
} /* Compose the output: */
*out = '{'; ptr = out + ; if (fmt)*ptr++ = '\n'; *ptr = ;
for (i = ; i<numentries; i++)
{
if (fmt) for (j = ; j<depth; j++) *ptr++ = '\t';
tmplen = strlen(names[i]); memcpy(ptr, names[i], tmplen); ptr += tmplen;
*ptr++ = ':'; if (fmt) *ptr++ = '\t';
strcpy(ptr, entries[i]); ptr += strlen(entries[i]);
if (i != numentries - ) *ptr++ = ',';
if (fmt) *ptr++ = '\n'; *ptr = ;
cJSON_free(names[i]); cJSON_free(entries[i]);
} cJSON_free(names); cJSON_free(entries);
if (fmt) for (i = ; i<depth - ; i++) *ptr++ = '\t';
*ptr++ = '}'; *ptr++ = ;
}
return out;
}
这样都实现后, 字符串解析为 json 对象就实现了。
⑥序列化
序列化也就是格式化输出了。
序列化又分为格式化输出,压缩输出
/* Render a cJSON item/entity/structure to text. */
char *cJSON_Print(cJSON *item)
{
return print_value(item, , , );
}
char *cJSON_PrintUnformatted(cJSON *item)
{
return print_value(item, , , );
} char *cJSON_PrintBuffered(cJSON *item, int prebuffer, int fmt)
{
printbuffer p;
p.buffer = (char*)cJSON_malloc(prebuffer);
p.length = prebuffer;
p.offset = ;
return print_value(item, , fmt, &p);
return p.buffer;
} /* Render a value to text. */
static char *print_value(cJSON *item, int depth, int fmt, printbuffer *p)
{
char *out = ;
if (!item) return ;
if (p)
{
switch ((item->type) & )
{
case cJSON_NULL: {out = ensure(p, ); if (out) strcpy(out, "null"); break; }
case cJSON_False: {out = ensure(p, ); if (out) strcpy(out, "false"); break; }
case cJSON_True: {out = ensure(p, ); if (out) strcpy(out, "true"); break; }
case cJSON_Number: out = print_number(item, p); break;
case cJSON_String: out = print_string(item, p); break;
case cJSON_Array: out = print_array(item, depth, fmt, p); break;
case cJSON_Object: out = print_object(item, depth, fmt, p); break;
}
}
else
{
switch ((item->type) & )
{
case cJSON_NULL: out = cJSON_strdup("null"); break;
case cJSON_False: out = cJSON_strdup("false"); break;
case cJSON_True: out = cJSON_strdup("true"); break;
case cJSON_Number: out = print_number(item, ); break;
case cJSON_String: out = print_string(item, ); break;
case cJSON_Array: out = print_array(item, depth, fmt, ); break;
case cJSON_Object: out = print_object(item, depth, fmt, ); break;
}
}
return out;
}
假设我们要使用格式化输出, 也就是美化输出。
cjson 的做法不是边分析 json 边输出, 而是预先将要输的内容全部按字符串存在内存中, 最后输出整个字符串。
这对于比较大的 json 来说, 内存就是个问题了。
另外,格式化输出依靠的是节点的深度, 这个也可以优化, 一般宽度超过80 时, 就需要从新的一行算起的。
/* Render an object to text. */
static char *print_object(cJSON *item, int depth, int fmt, printbuffer *p)
{
char **entries = , **names = ;
char *out = , *ptr, *ret, *str; int len = , i = , j;
cJSON *child = item->child;
int numentries = , fail = ;
size_t tmplen = ;
/* Count the number of entries. */
while (child) numentries++, child = child->next;
/* Explicitly handle empty object case */
if (!numentries)
{
if (p) out = ensure(p, fmt ? depth + : );
else out = (char*)cJSON_malloc(fmt ? depth + : );
if (!out) return ;
ptr = out; *ptr++ = '{';
if (fmt) { *ptr++ = '\n'; for (i = ; i<depth - ; i++) *ptr++ = '\t'; }
*ptr++ = '}'; *ptr++ = ;
return out;
}
if (p)
{
/* Compose the output: */
i = p->offset;
len = fmt ? : ; ptr = ensure(p, len + ); if (!ptr) return ;
*ptr++ = '{'; if (fmt) *ptr++ = '\n'; *ptr = ; p->offset += len;
child = item->child; depth++;
while (child)
{
if (fmt)
{
ptr = ensure(p, depth); if (!ptr) return ;
for (j = ; j<depth; j++) *ptr++ = '\t';
p->offset += depth;
}
print_string_ptr(child->string, p);
p->offset = update(p); len = fmt ? : ;
ptr = ensure(p, len); if (!ptr) return ;
*ptr++ = ':'; if (fmt) *ptr++ = '\t';
p->offset += len; print_value(child, depth, fmt, p);
p->offset = update(p); len = (fmt ? : ) + (child->next ? : );
ptr = ensure(p, len + ); if (!ptr) return ;
if (child->next) *ptr++ = ',';
if (fmt) *ptr++ = '\n'; *ptr = ;
p->offset += len;
child = child->next;
}
ptr = ensure(p, fmt ? (depth + ) : ); if (!ptr) return ;
if (fmt) for (i = ; i<depth - ; i++) *ptr++ = '\t';
*ptr++ = '}'; *ptr = ;
out = (p->buffer) + i;
}
else
{
/* Allocate space for the names and the objects */
entries = (char**)cJSON_malloc(numentries * sizeof(char*));
if (!entries) return ;
names = (char**)cJSON_malloc(numentries * sizeof(char*));
if (!names) { cJSON_free(entries); return ; }
memset(entries, , sizeof(char*)*numentries);
memset(names, , sizeof(char*)*numentries); /* Collect all the results into our arrays: */
child = item->child; depth++; if (fmt) len += depth;
while (child)
{
names[i] = str = print_string_ptr(child->string, );
entries[i++] = ret = print_value(child, depth, fmt, );
if (str && ret) len += strlen(ret) + strlen(str) + + (fmt ? + depth : ); else fail = ;
child = child->next;
} /* Try to allocate the output string */
if (!fail) out = (char*)cJSON_malloc(len);
if (!out) fail = ; /* Handle failure */
if (fail)
{
for (i = ; i<numentries; i++) { if (names[i]) cJSON_free(names[i]); if (entries[i]) cJSON_free(entries[i]); }
cJSON_free(names); cJSON_free(entries);
return ;
} /* Compose the output: */
*out = '{'; ptr = out + ; if (fmt)*ptr++ = '\n'; *ptr = ;
for (i = ; i<numentries; i++)
{
if (fmt) for (j = ; j<depth; j++) *ptr++ = '\t';
tmplen = strlen(names[i]); memcpy(ptr, names[i], tmplen); ptr += tmplen;
*ptr++ = ':'; if (fmt) *ptr++ = '\t';
strcpy(ptr, entries[i]); ptr += strlen(entries[i]);
if (i != numentries - ) *ptr++ = ',';
if (fmt) *ptr++ = '\n'; *ptr = ;
cJSON_free(names[i]); cJSON_free(entries[i]);
} cJSON_free(names); cJSON_free(entries);
if (fmt) for (i = ; i<depth - ; i++) *ptr++ = '\t';
*ptr++ = '}'; *ptr++ = ;
}
return out;
}
static char *print_array(cJSON *item, int depth, int fmt, printbuffer *p)
{
char **entries;
char *out = , *ptr, *ret; int len = ;
cJSON *child = item->child;
int numentries = , i = , fail = ;
size_t tmplen = ; /* How many entries in the array? */
while (child) numentries++, child = child->next;
/* Explicitly handle numentries==0 */
if (!numentries)
{
if (p) out = ensure(p, );
else out = (char*)cJSON_malloc();
if (out) strcpy(out, "[]");
return out;
} if (p)
{
/* Compose the output array. */
i = p->offset;
ptr = ensure(p, ); if (!ptr) return ; *ptr = '['; p->offset++;
child = item->child;
while (child && !fail)
{
print_value(child, depth + , fmt, p);
p->offset = update(p);
if (child->next) { len = fmt ? : ; ptr = ensure(p, len + ); if (!ptr) return ; *ptr++ = ','; if (fmt)*ptr++ = ' '; *ptr = ; p->offset += len; }
child = child->next;
}
ptr = ensure(p, ); if (!ptr) return ; *ptr++ = ']'; *ptr = ;
out = (p->buffer) + i;
}
else
{
/* Allocate an array to hold the values for each */
entries = (char**)cJSON_malloc(numentries * sizeof(char*));
if (!entries) return ;
memset(entries, , numentries * sizeof(char*));
/* Retrieve all the results: */
child = item->child;
while (child && !fail)
{
ret = print_value(child, depth + , fmt, );
entries[i++] = ret;
if (ret) len += strlen(ret) + + (fmt ? : ); else fail = ;
child = child->next;
} /* If we didn't fail, try to malloc the output string */
if (!fail) out = (char*)cJSON_malloc(len);
/* If that fails, we fail. */
if (!out) fail = ; /* Handle failure. */
if (fail)
{
for (i = ; i<numentries; i++) if (entries[i]) cJSON_free(entries[i]);
cJSON_free(entries);
return ;
} /* Compose the output array. */
*out = '[';
ptr = out + ; *ptr = ;
for (i = ; i<numentries; i++)
{
tmplen = strlen(entries[i]); memcpy(ptr, entries[i], tmplen); ptr += tmplen;
if (i != numentries - ) { *ptr++ = ','; if (fmt)*ptr++ = ' '; *ptr = ; }
cJSON_free(entries[i]);
}
cJSON_free(entries);
*ptr++ = ']'; *ptr++ = ;
}
return out;
}
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