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Java - 手动解析不带引号的JSON字符串

[日期:2019-08-21] 来源:cnblogs.com/shoufeng  作者:shoufeng [字体: ]

1 需求说明

项目中遇到了一批不带引号的类JSON格式的字符串:
{Name:Heal,Age:20,Tag:[Coding,Reading]}

需要将其解析成JSON对象, 然后插入到Elasticsearch中, 当作Object类型的对象存储起来.

在对比了阿里的FastJson、Google的Gson, 没找到想要的功能 ( 可能是博主不够仔细, 有了解的童学留言告诉我下呀😛), 于是就自己写了个工具类, 用来实现此需求.


如果是带有引号的标准JSON字符串, 可直接通过上述2种工具进行解析, 使用方法可参考:
Java - 格式化输出JSON字符串的两种方式 https://www.linuxidc.com/Linux/2019-08/160256.htm

2 解析代码

2.1 实现思路

代码的主要思路在注释中都有说明, 主要思路是:

(1) 借助Stack统计字符串首尾的[]、{}符号 —— []代表List, {}代表Map;

(2) 使用String#subString()方法缩减已解析的字符串;

(3) 使用递归解析内部的List、Map对象;

(4) 为了便于处理, 最小的key-value都解析成String类型.

需要注意的是: 要解析的字符串内部不要存在无意义的{、}、[、]符号, 否则会导致解析发生异常.
—— 暂时没想到好的兼容方法, 有想法的童学请直接留言.**

2.2 详细代码
package com.healchow.util;

import java.security.InvalidParameterException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Stack;

/**
 * Java 解析不带引号的JSON字符串
 *
 * @author Heal Chow
 * @date 2019/08/13 11:36
 */
public class ParseJsonStrUtils {

    public static void main(String[] args) {

        // 带引号的字符串, 会将字符串当作key-value的一部分, 因此这类字符串推荐使用fastJson、Gson等工具转换
        // 注意: String内部不要存在无意义的{、}、[、]符号 - 暂时没想到好的兼容方法
        /*String sourceStr = "{\"_index\":\"book_shop\"," +
                          "\"_id\":\"1\"," +
                          "\"_source\":{" +
                              "\"name\":\"Thinking in Java [4th Edition]\"," +
                              "\"author\":\"[US] Bruce Eckel\"," +
                              "\"price\":109.0,\"date\":\"2007-06-01 00:00:00\"," +
                              "\"tags\":[\"Java\",[\"Programming\"]" +
                          "}}";*/

        // 不带引号的字符串, 首尾多对[]、{}不影响解析
        String sourceStr = "[[[{" +
                            "{" +
                                "Type:1," +
                                "StoragePath:[{Name:/image/2019-08-01/15.jpeg,DeviceID:4401120000130},{ShotTime:2019-08-01 14:44:24}]," +
                                "Width:140" +
                            "}," +
                            "{" +
                                "Type:2,StoragePath:9090/pic/2019_08_01/src.jpeg," +
                                "Inner:{DeviceID:44011200}," +
                                "Test:[{ShotTime:2019-08-01 14:50:14}]," +
                                "Width:5600}" +
                            "}}]]]";

        List<Map<String, Object>> jsonArray;
        Map<String, Object> jsonMap;

        Object obj = null;
        try {
            obj = parseJson(sourceStr);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("出错啦: " + e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }

        if (obj instanceof List) {
            jsonArray = (List<Map<String, Object>>) obj;
            System.out.println("解析生成了List对象: " + jsonArray);
        } else if (obj instanceof Map) {
            jsonMap = (Map<String, Object>) obj;
            System.out.println("解析生成了Map对象: " + jsonMap);
        } else {
            System.out.println("需要解析的字符串既不是JSON Array, 也不符合JSON Object!\n原字符串: " + sourceStr);
        }
    }

    /**
    * 解析 Json 格式的字符串, 封装为 List 或 Map 并返回
    * 注意: (1) key 和 value 不能含有 ",", key 中不能含有 ":" —— 要分别用 "," 和 ":" 进行分隔
    *      (2) 要解析的字符串必须符合JSON对象的格式, 只对最外层的多层嵌套做了简单的处理,
    *          复杂的如"{a:b},{x:y}"将不能完全识别 —— 正确的应该是"[{a:b},{x:y}]"
    * @param sourceStr 首尾被"[]"或"{}"包围的字符串
    * @return 生成的JsonObject
    */
    public static Object parseJson(String sourceStr) throws InvalidParameterException {
        if (sourceStr == null || "".equals(sourceStr)) {
            return sourceStr;
        }

        // 判断字符串首尾有没有多余的、相匹配的 "[]" 和 "{}"
        String parsedStr = simplifyStr(sourceStr, "[", "]");
        parsedStr = simplifyStr(parsedStr, "{", "}");

        // 借助栈来实现 "[]" 和 "{}" 的出入
        Stack<String> leftSymbolStack = new Stack<>();
        Stack<String> rightSymbolStack = new Stack<>();

        if ((parsedStr.startsWith("[") && parsedStr.endsWith("]")) || (parsedStr.startsWith("{") && parsedStr.endsWith("}"))) {
            leftSymbolStack.push(parsedStr.substring(0, 1));
            rightSymbolStack.push(parsedStr.substring(parsedStr.length() - 1));
            parsedStr = parsedStr.substring(1, parsedStr.length() - 1);

            // parsedStr 内部还可能是连续的"{{}}"
            parsedStr = simplifyStr(parsedStr, "{", "}");
        } else {
            throw new InvalidParameterException("要解析的字符串中存在不匹配的'[]'或'{}', 请检查!\n原字符串为: " + sourceStr);
        }

        // 保存解析的结果, jsonArray中可能只有String, 也可能含有Map<String, Object>
        List<Object> jsonArray = new ArrayList<>();
        Map<String, Object> jsonMap = new HashMap<>(16);

        // 内部遍历、解析
        innerParseByLoop(parsedStr, leftSymbolStack, rightSymbolStack, jsonArray, jsonMap);

        // 判断jsonArray是否为空
        if (jsonArray.size() > 0) {
            return jsonArray;
        } else {
            return jsonMap;
        }
    }

    /**
    * 循环解析内部的List、Map对象
    */
    private static void innerParseByLoop(String parsedStr, Stack<String> leftSymbolStack, Stack<String> rightSymbolStack,
                                        List<Object> jsonArray, Map<String, Object> jsonMap) throws InvalidParameterException {
        if (parsedStr == null || parsedStr.equals("")) {
            return;
        }
        // 按照","分隔
        String[] allKeyValues = parsedStr.split(",");
        if (allKeyValues.length > 0) {

            // 遍历, 并按照":"分隔解析
            out:
            for (String keyValue : allKeyValues) {

                // 如果keyValue中含有":", 说明该keyValue是List<Map>中的一个对象, 就需要确定第一个":"的位置 —— 可能存在多个":"
                int index = keyValue.indexOf(":");
                if (index > 0) {

                    // 判断key是否仍然以"{"或"["开始, 如果是, 则压栈
                    String key = keyValue.substring(0, index);
                    while (key.startsWith("[") || key.startsWith("{")) {
                        leftSymbolStack.push(key.substring(0, 1));
                        // 解析过的串要一直跟进
                        parsedStr = parsedStr.substring(1);
                        key = key.substring(1);
                    }

                    // 判读和value是否以"["开头 —— 又是一个 List 对象 —— 递归解析
                    String value = keyValue.substring(index + 1);
                    if (value.startsWith("[")) {
                        int innerIndex = parsedStr.indexOf("]");
                        List<Object> innerList = (List<Object>) parseJson(parsedStr.substring(key.length() + 1, innerIndex + 1));
                        jsonMap.put(key, innerList);
                        // 清除最后的"]", 并判断是否存在","
                        parsedStr = parsedStr.substring(innerIndex + 1);
                        if (parsedStr.indexOf(",") == 0) {
                            parsedStr = parsedStr.substring(1);
                        }

                        // 此内部存在对象, 内部的","已经解析完毕了, 要修正按照","切割的字符串数组, 并继续遍历
                        innerParseByLoop(parsedStr, leftSymbolStack, rightSymbolStack, jsonArray, jsonMap);
                        break;
                    }

                    // 判读和value是否以 "{" 开头 —— 又是一个 Map 对象 —— 递归解析
                    else if (value.startsWith("{")) {
                        int innerIndex = parsedStr.indexOf("}");
                        Map<String, Object> innerMap = (Map<String, Object>) parseJson(parsedStr.substring(key.length() + 1, innerIndex + 1));
                        jsonMap.put(key, innerMap);

                        // 清除最后的"}", 并判断是否存在","
                        parsedStr = parsedStr.substring(innerIndex + 1);
                        if (parsedStr.indexOf(",") == 0) {
                            parsedStr = parsedStr.substring(1);
                        }

                        // 此内部存在对象, 内部的","已经解析完毕了, 要修正按照","切割的字符串数组, 并继续遍历
                        innerParseByLoop(parsedStr, leftSymbolStack, rightSymbolStack, jsonArray, jsonMap);
                        break;
                    }

                    // 最后判断value尾部是否含有 "]" 或 "}"
                    else {
                        while (value.endsWith("]") || value.endsWith("}")) {
                            // 最右侧的字符
                            String right = value.substring(value.length() - 1);
                            // 此时栈顶元素
                            String top = leftSymbolStack.peek();
                            // 如果有相匹配的, 则弹栈, 否则忽略
                            if (("}".equals(right) && "{".equals(top)) || ("]".equals(right) && "[".equals(top))) {
                                leftSymbolStack.pop();
                                value = value.substring(0, value.length() - 1);
                                jsonMap.put(key, value);

                                // 清除最后的"}", 并判断是否存在","
                                parsedStr = parsedStr.substring(key.length() + 1 + value.length() + 1);
                                if (parsedStr.indexOf(",") == 0) {
                                    parsedStr = parsedStr.substring(1);
                                }

                                // 解析完成了一个对象, 则将该元素添加到List中, 并创建新的对象
                                jsonArray.add(jsonMap);
                                jsonMap = new HashMap<>(16);

                                // 继续进行外层的解析
                                continue out;
                            }

                            // 如果都不匹配, 则有可能是源字符串的最后一个符号
                            else {
                                rightSymbolStack.push(right);
                                value = value.substring(0, value.length() - 1);
                            }
                        }
                        jsonMap.put(key, value);
                        int length = key.length() + value.length() + 2;
                        if (parsedStr.length() > length) {
                            parsedStr = parsedStr.substring(length);
                        } else {
                            parsedStr = "";
                        }
                    }
                }
                // 如果keyValue中不含":", 说明该keyValue只是List<String>中的一个串, 而非List<Map>中的一个Map, 则直接将其添加到List中即可
                else {
                    jsonArray.add(keyValue);
                }
            }

            // 遍历结束, 处理最后的符号问题 —— 判断左右栈是否匹配
            while (!leftSymbolStack.empty()) {
                if (leftSymbolStack.peek().equals("{") && parsedStr.equals("}")) {
                    leftSymbolStack.pop();
                }
                if (!rightSymbolStack.empty()) {
                    if (leftSymbolStack.peek().equals("{") && rightSymbolStack.peek().equals("}")) {
                        leftSymbolStack.pop();
                        rightSymbolStack.pop();
                    } else if (leftSymbolStack.peek().equals("[") && rightSymbolStack.peek().equals("]")) {
                        leftSymbolStack.pop();
                        rightSymbolStack.pop();
                    } else {
                        throw new InvalidParameterException("传入的字符串中不能被解析成JSON对象!\n原字符串为: " + parsedStr);
                    }
                }
            }
        }
    }

    /**
    * 判断字符串首尾有没有多余的、相匹配的 "[]" 和 "{}", 对其进行简化
    */
    private static String simplifyStr(String sourceStr, String firstSymbol, String lastSymbol) {

        while (sourceStr.startsWith(firstSymbol) && sourceStr.endsWith(lastSymbol)) {
            String second = sourceStr.substring(1, 2);
            // 如果第二个仍然是"["或"{", 再判断倒数第二个是不是"]"或"}" —— 说明长度至少为3, 不会发生 IndexOutOfBoundsException
            if (second.equals(firstSymbol)) {
                String penultimate = sourceStr.substring(sourceStr.length() - 2, sourceStr.length() - 1);
                if (penultimate.equals(lastSymbol)) {
                    // 缩短要解析的串
                    sourceStr = sourceStr.substring(1, sourceStr.length() - 1);
                } else {
                    break;
                }
            } else {
                break;
            }
        }
        return sourceStr;
    }

}

2.3 测试样例

(1) 带引号的测试:
// 测试字符串:
String sourceStr = "{\"_index\":\"book_shop\"," +
                  "\"_id\":\"1\"," +
                  "\"_source\":{" +
                      "\"name\":\"Thinking in Java [4th Edition]\"," +
                      "\"author\":\"[US] Bruce Eckel\"," +
                      "\"price\":109.0,\"date\":\"2007-06-01 00:00:00\"," +
                      "\"tags\":[\"Java\",[\"Programming\"]" +
                  "}}";

解析结果为:

字符串解析结果-带引号

字符串解析结果-带引号

(2) 不带引号的测试:
// 测试字符串:
String sourceStr = "[[[{" +
                    "{" +
                        "Type:1," +
                        "StoragePath:[{Name:/image/2019-08-01/15.jpeg,DeviceID:4401120000130},{ShotTime:2019-08-01 14:44:24}]," +
                        "Width:140" +
                    "}," +
                    "{" +
                        "Type:2,StoragePath:9090/pic/2019_08_01/src.jpeg," +
                        "Inner:{DeviceID:44011200}," +
                        "Test:[{ShotTime:2019-08-01 14:50:14}]," +
                        "Width:5600}" +
                    "}}]]]";

解析结果为:

字符串解析结果-不带引号

字符串解析结果-不带引号

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