- C++ 11
- 跨平台/编译器,使用qmake构建
- 使用现代C++、STL,不依赖第三方库
- 符合标准的JSON解析器和生成器
- 仅支持UTF-8 JSON文本
- 仅支持以
double
存储 JSONnumber
类型 - JSON
object
类型不支持重复键
为降低文件间的编译依赖关系,把接口从从实现中分离,Json
类只提供接口,Value
类负责实现该接口,Json
类通过一个std::unique_ptr
实现对Value
的访问。
解析一个JSON字符串的一般用法是:
Json json;
std::string str("......");
json.parse(str);
json.get_type(); //获取其类型
JSON的数据类型声明为一个枚举类型:
enum type : int{ Null, True, False, Number, String, Array, Object};
如果解析出现异常,会返回一个错误信息给可选的string
引用参数status
。
json.parse(content, status);
因为函数以及inline函数无法正确定位到__LINE__的具体行数,而是跳转到函数定义处的行数,所以这里使用宏代替函数。反斜线表示该行未结束,串接下一行。因为花括号后通常不接分号,加分号表示两条语句(代码块和一条空语句),使用do while语句接分号可以完美代替花括号代码块。
#define EXPECT_EQ_BASE(expect, actual) \
do {\
++test_count;\
if (expect == actual)\
++test_pass;\
else {\
std::cerr << __FILE__ << ":" << __LINE__ << ": expect: " << expect << " actual: " << actual << std::endl;\
main_ret = 1;\
}\
} while(0)
使用宏EXPECT_EQ_BASE(expect, actual)
判断两个参数(支持所有实现了operator==
的类型)的值是否相等, 如果expect != actual
(预期值不等于实际值)遍会输出错误信息,可根据错误信息定位错误到具体行。 对于不支持operator==
的类型需要实现特例化版本(如C风格字符串):
#define EXPECT_EQ_STRING(expect, actual) EXPECT_EQ_BASE(0, memcmp(expect, actual.c_str(), actual.size()));
一个值不可能同时为多种类型,所以可以使用union
(C++17可使用std::variant代替union)来节省内存。由于bool
类型足够简单,可以把bool
的两个值true
和false
视为两个单独的类型来处理,所以无需在union
中声明bool
类型。C++的早期版本规定,在union
中不能含有定义了构造函数或拷贝控制成员的类类型成员(如本例中的string
和vector
)。C++11标准取消了这一限制。不过,如果union
的成员类型定义了自己的构造函数或拷贝控制成员,则该union
的用法要比只含有内置类型的union
更复杂。
namespace json {
enum type : int{
Null,
True,
False,
Number,
String,
Array,
Object
};
}
class Value {
json::type type_ = json::Null;
union {
double num_;
std::string str_;
std::vector<Value> arr_;
std::vector<std::pair<std::string, Value>> obj_;
};
};
对于union来说,要想构造或销毁类类型的成员必须执行非常复杂的操作,因此我们通常把含有类类型成员的union内嵌在另一个类当中。这个类可以管理并控制与union的类类型成员有关的状态转换。 为了追踪union中到底存储了什么类型的值,我们通常会定义一个独立的对象,该对象称为union的判别式(discriminant)。我们可以使用判别式来辨认union存储的值。
我们使用Value
类来管理union成员,我们将判别式type_
也作为Value的成员,我们将判别式定义为JSON数据类型的枚举类型来追踪其union
成员的状态。在我们的类中定义了一些函数,这些函数可以将union
的某种类型的值赋给union
成员以及销毁union
的值:
class Value {
void init(const Value &rhs);
void free();
void set_type(type t);
void set_number(double d);
void set_string(const std::string& str);
void set_array(const std::vector<Value> &arr);
void set_object(const std::vector<std::pair<std::string, Value>> &obj);
json::type type_ = json::Null;
union {
double num_;
std::string str_;
std::vector<Value> arr_;
std::vector<std::pair<std::string, Value>> obj_;
};
};
因为我们的union
含有定义了析构函数的成员,所以必须为union
也定义一个析构函数以销毁类类型成员。和普通的类类型成员不一样,作为union
组成部分的类成员无法自动销毁。因为析构函数不清楚union
存储的值是什么类型,所以它无法确定应该销毁哪个成员。我们的析构函数首先检查被销毁的对象中是否存储着类类型,如果是,则类的析构函数显式地调用相应的析构函数释放该类型使用的内存;反之,如果union
存储的值是内置类型,则类的析构函数什么也不做。
void Value::free() //析构函数调用该函数
{
using std::string;
switch (type_) {
case json::String: str_.~string(); //显式调用相应析构函数
break;
case json::Array: arr_.~vector<Value>();
break;
case json::Object: obj_.~vector<std::pair<std::string, Value>>();
break;
}
}
解析器封装在Parser
类中,Parser
类有两个成员变量,分别是解析后所得的Json对象引用val_
和一个指向json字符串当前解析位置的char
指针cur_
。解析在Parser
的构造函数中进行:
Parser::Parser(Value &val, const std::string &content)
: val_(val), cur_(content.c_str())
{
val_.set_type(json::Null);
parse_whitespace(); //跳过空字符
parse_value();
parse_whitespace();
if(*cur_ != '\0'){
val_.set_type(json::Null);
throw(Exception("parse root not singular"));
}
}
若解析失败,Parser
会把val
设为null
类型,所以先把它设为null
,让parse_value()
写入解析出来的值。由于JSON语法的类型简单,只需要检测首个字符便可知道它是哪个类型的值,然后调用相关类型的解析:
void Parser::parse_value()
{
switch (*cur_) {
case 'n' : parse_literal("null", json::Null); return;
case 't' : parse_literal("true", json::True); return;
case 'f' : parse_literal("false", json::False); return;
case '\"': parse_string(); return;
case '[' : parse_array(); return;
case '{' : parse_object(); return;
default : parse_number(); return;
case '\0': throw(Exception("parse expect value"));
}
}