手写实现JSON.stringify和JSON.parse

在这里插入图片描述

一、概念#

1.JSON.stringify#

JSON.stringify() 方法将一个 JavaScript 对象或值转换为 JSON 字符串，如果指定了一个 replacer 函数，则可以选择性地替换值，或者指定的 replacer 是数组，则可选择性地仅包含数组指定的属性。

JSON.stringify(value[, replacer [, space]])

Boolean | Number| String 类型会自动转换成对应的原始值。
undefined、任意函数以及symbol，会被忽略（出现在非数组对象的属性值中时），或者被转换成 null（出现在数组中时）。
不可枚举的属性会被忽略。
如果一个对象的属性值通过某种间接的方式指回该对象本身，即循环引用，属性也会被忽略。

2.JSON.parse#

JSON.parse() 方法用来解析JSON字符串，构造由字符串描述的JavaScript值或对象。提供可选的 reviver 函数用以在返回之前对所得到的对象执行变换(操作)。

JSON.parse(text[, reviver])

用来解析JSON字符串，构造由字符串描述的JavaScript值或对象。提供可选的reviver函数用以在返回之前对所得到的对象执行变换(操作)。

二、实现（简化版）#

1.JSON.stringify#

function jsonStringify(obj) {
    let type = typeof obj;
    if (type !== "object") {
        if (/string|undefined|function/.test(type)) {
            obj = '"' + obj + '"';
        }
        return String(obj);
    } else {
        let json = []
        let arr = Array.isArray(obj)
        for (let k in obj) {
            let v = obj[k];
            let type = typeof v;
            if (/string|undefined|function/.test(type)) {
                v = '"' + v + '"';
            } else if (type === "object") {
                v = jsonStringify(v);
            }
            json.push((arr ? "" : '"' + k + '":') + String(v));
        }
        return (arr ? "[" : "{") + String(json) + (arr ? "]" : "}")
    }
}
jsonStringify({x : 5}) // "{"x":5}"
jsonStringify([1, "false", false]) // "[1,"false",false]"
jsonStringify({b: undefined}) // "{"b":"undefined"}"

2.JSON.parse#

利用eval函数

function jsonParse(opt) {
    return eval('(' + opt + ')');
}
jsonParse(jsonStringify({x : 5}))
// Object { x: 5}
jsonParse(jsonStringify([1, "false", false]))
// [1, "false", falsr]
jsonParse(jsonStringify({b: undefined}))
// Object { b: "undefined"}

避免在不必要的情况下使用 eval，eval() 是一个危险的函数，他执行的代码拥有着执行者的权利。如果你用 eval()运行的字符串代码被恶意方（不怀好意的人）操控修改，您最终可能会在您的网页/扩展程序的权限下，在用户计算机上运行恶意代码。

正常实现

JSON 的设计让我们可以在读到一个字符后就确定后面如何解析，具体来说：

当我们在扫描文本流的过程中遇到一个左花括号（{）时，我们知道需要从当前字符开始，解析出一个对象，而解析对象的过程则是解析出多对 key/value，每解析完一对，如果我们遇到了右花括号（}），则对这个对象的解析就结束了，而如果遇到的不是右花括号，则我们需要解析下一对 key/value，直到遇见右花括号。而解析出一对 key/value，则是必须先解析出一个字符串，然后一个冒号（:），然后是这个 key 对应的值。

同理，当我们遇到一个左方括号（[）时，我们需要从这个字符开始解析出一个数组；而解析数组，则是解析出多个由逗号分隔的值，直到解析完一个值后遇到的不是逗号而是右方括号（]），则这个数组解析完毕。

而当我们遇到一个双引号（"）时，则需要从当前位置开始解析出一个字符串。

遇到字母 “n” 的话，则是从当前位置开始往后读 4 个字符，且读到的 4 个字符组成的字符串必须是“null”，否则就应该报错。

遇到字母 “f” 的话，则是从当前位置开始往后读 4 个字符，且读到的 4 个字符组成的字符串必须是“null”，否则就应该报错。

遇到字母 “n” 的话，则是从当前位置开始往后读 5 个字符，且读到的 5 个字符组成的字符串必须是“false”，否则就应该报错。

剩下的就是数值了。

JSON 中对于以上几种类型都定义为值，而我们可能从任何位置开始遇到一个值，而在 JSON 中解析这个值只需要看其第一个字符是什么就可以了，这也是 JSON 容易解析的另一个原因，不像一般的编程语言，**JSON 的解析不需要先做 tokenize。

为了减少复杂度，我们只解析没有任何多余空白内容的合法 JSON 字符串，暂时不考虑出错的问题，另外所有的 key 和字符串内都没有转义符，即形如以下：

var jsonStr = '{"a":1,"b":true,"c":false,"foo":null,"bar":[1,2,3]}'
var i = 0

为了简便，我们暂时使用一个全局变量 i 来保存我们解析到哪里了，或者说下一步要从哪里开始解析，i 一开始当然是0了

然后我们先来实现一个解析出一个值的函数，名为 parseValue，同时，它解析完一个“值”后，会把 i 移动到下一个即将开始解析的位置，我们所有的函数都依赖这个全局变量i：

function parseValue() {
  if (str[i] === '{') {
    return parseObject()
  } else if (str[i] === '[') {
    return parseArray()
  } else if (str[i] === 'n') {
    return parseNull()
  } else if (str[i] === 't') {
    return parseTrue()
  } else if (str[i] === 'f') {
    return parseFalse()
  } else if (str[i] === '"') {
    return parseString()
  } else {//如果不考虑出错的话，不是以上所有的情况即
    return parseNumber()
  }
}

接下来，我们只需要一步步实现 parseValue 函数所调用到的这几个函数就行了。

// 所有的函数都是从i位置开始解析出一个对应类型的值
// 同时把i移动到解析完成后的下一个位置
function parseString() {
  var result = ''
  i++// 开始解析之前，i是指向字符开始的双引号的，但字符的内容是不包含这个双引号的
  while(str[i] != '"') {
    result += str[i++]
  }
  i++// 移动i到解析完成后的下一个位置
  return result
}

function parseNull() {
  // 简单粗暴，直接往后读出一个长度为4的个字符串出来
  // 如果不是null，则直接报错
  var content = str.substr(i, 4)

  if (content === 'null') {
    i += 4
    return null
  } else {
    throw new Error('Unexpected char at pos: ' + i)
  }
}

function parseFalse() {
  // 基本同上
  var content = str.substr(i, 5)

  if (content === 'false') {
    i += 5
    return false
  } else {
    throw new Error('Unexpected char at pos: ' + i)
  }
}

function parseTrue() {
  // 基本同上
  var content = str.substr(i, 4)

  if (content === 'true') {
    i += 4
    return true
  } else {
    throw new Error('Unexpected char at pos: ' + i)
  }
}

function parseNumber() {
  // 本函数的实现并没有考虑内容格式的问题，实际上JSON中的数值需要满足一个格式
  // 不过好在这个格式基本可以用正则表达出来，不过这里就不写了
  // 想写的话对着官网的铁路图写一个出来就行了
  // 并且由于最后调用了parseFloat，所以如果格式不对，还是会报错的
  var numStr = ''//-2e+8
  // 此处只要判断i位置还是数字字符，就继续读
  // 为了方便，写了另一个helper函数
  while (isNumberChar(str[i])) {
    numStr += str[i++]
  }
  return parseFloat(numStr)
}

// 判断字符c是否为组成JSON中数值的符号
function isNumberChar(c) {
  var chars = {
    '-': true,
    '+': true,
    'e': true,
    'E': true,
    '.': true
  }
  if (chars[c]) {
    return true
  }
  if (c >= '0' && c <= '9') {
    return true
  }
  return false
}

// 解析数组，就很容易了
// 掐头去尾
// 然后一个值一个逗号
// 如果解析完一个值后没遇到逗号，说明解析完了
// 现在你知道没有多余的逗号有多好解析了吧~
function parseArray() {
  i++
  var result = []//[1234,"lsdf",true,false]
  while(str[i] !== ']') {
    result.push(parseValue())
    if (str[i] === ',') {
      i++
    }
  }
  i++
  return result
}

// 解析对象，一如既往的简单
// 掐头去尾
// 然后一个key，是字符串
// 一个冒号
// 一个值，可能是任意类型，所以调用parseValue
// 最后，如果解析完一组k/v对，遇到了逗号，则解析下一组，没遇到逗号，则解析完毕
function parseObject() {
  i++
  var result = {}//{"a":1,"b":2}
  while(str[i] !== '}') {
    var key = parseString()
    i++//由于只考虑合法且无多余空白的JSON，所以这里就不判断是不是逗号了，正常应该是发现不是逗号就报错的
    var value = parseValue()
    result[key] = value
    if (str[i] === ',') {
      i++
    }
  }
  i++
  return result
}

最后，JSON 数据的整个内容其实就表示了一个值，所以我们只要把 i 置为 0，然后从头开始解析出来一个值就完事了！

function parse(json) {
  i = 0
  jsonStr = json
  return parseValue()
}

三、总结#

转换过程和解析过程是递归的，所以我们可以得出结论，即 JSON 数据是递归的。
JSON 格式里是没有环的，实际上，JSON 格式表达了一颗树，一颗多叉树。

参考连接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/28049617