如何用c++实现一个简单的JSON解析器 理解JSON结构与解析过程【项目练手】

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c++手写jsON解析器核心是用Variant类统一表示6种json类型,通过递归下降解析字符流,结合peek/consume/expect控制流程,分步实现并强化错误处理。

如何用c++实现一个简单的JSON解析器 理解JSON结构与解析过程【项目练手】

用C++写一个简单的JSON解析器,核心是理解JSON的两种基本结构(值和容器)以及递归解析逻辑。不需要依赖第三方库,手写能帮你深入掌握字符串处理、状态机思想和树形数据结构构建。

JSON结构特点与C++建模

JSON只有6种类型:字符串、数字、布尔、NULL、数组、对象。C++中可用一个Variant类统一表示任意JSON值,内部用std::variant(C++17)或联合体+类型标记实现:

  • 字符串 → std::String
  • 数字 → double(兼顾整数与浮点)
  • 布尔/Null → bool 和自定义枚举 json_null
  • 数组 → std::vector<json></json>
  • 对象 → std::map<:string json></:string>

把整个JSON抽象为一个可嵌套的Json类,支持拷贝、访问、打印,这是解析结果的“载体”。

解析流程:跳过空白 + 类型分发 + 递归下降

解析不是一气读完,而是按字符流推进,关键在当前位置的首字符决定下一步:

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  • '{' → 解析对象:读键(字符串)、冒号、值(递归调用parse_value())、逗号分隔
  • '[' → 解析数组:逐个parse_value(),用逗号分隔,直到遇到']'
  • '"' → 解析字符串:处理转义(" \ /  ),注意Unicode代理对可暂忽略
  • 't', 'f', 'n' → 分别匹配truefalsenull
  • 数字开头(-或数字)→ 用std::stod或手动解析避免精度丢失

写一个私有成员char peek()查看当前字符不移动位置,void consume()跳过当前字符,再配合expect(char c)校验预期符号——这是控制解析节奏的基础。

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错误处理与边界细节

简单不等于忽略错误。至少应检测:

  • 字符串没闭合引号(遇到换行或EOF
  • 对象里键不是字符串(如{42: "x"}非法)
  • 数字格式错误(如12e012前导零——严格JSON不允许)
  • 意外字符(如{ "a": 1 }xxx后面多出内容)

建议用std::optional<json></json>作parse函数返回值,解析失败时返回空;或抛出带位置信息的std::runtime_error(如"expected ',' at line 5, col 12")。

动手建议:分步实现,先跑通再加固

别一上来就写全功能。推荐顺序:

  • 第一步:只支持nulltruefalse,验证基础流程
  • 第二步:加上字符串(含简单转义),能解析{"name":"Tom"}
  • 第三步:支持数字和数组,如[1,2.5,"x"]
  • 第四步:补全对象解析,支持嵌套:{"a":[1,{"b":true}]}

每步写几个测试用例(用assert或简易check宏),比盲目代码更高效。完成后,你对词法分析、递归下降、内存管理的理解会明显加深。

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