So schreiben Sie einen einfachen JSONParser mit Python

JSON Tokenizer

Für die lexikalische Analyse von JSON habe ich hauptsächlich auf die Methode im Screenshot oben verwiesen und selbst ein einfaches Beispiel geschrieben. Es ist relativ einfach zu schreiben und es sollte gesagt werden, dass es nur eine einfache Teilmenge von JSON unterstützen kann.

Informationen zu den TOKEN-Typen finden Sie hier unter https://json.org, aber das JSON-Syntaxformat verwendet Leerzeichen. Ich bin es nicht gewohnt, damit umzugehen, daher habe ich nicht darauf verwiesen Syntax. Nach der lexikalischen Analyse werden Leerzeichen, Zeilenumbrüche und Tabulatoren einfach herausgefiltert, ohne sie zu verarbeiten.

json_tokenizer.py

Verwenden Sie reguläre Ausdrücke, um eine lexikalische Analyse von JSON durchzuführen.

import json
import re

from typing import Dict, List, Union


# TOKEN 的种类
LEFT_BRACE = "LEFT_BRACE"        # {
RIGHT_BRACE = "RIGHT_BRACE"      # }
LEFT_BRACKET = "LEFT_BRACKET"    # ]
RIGHT_BRACKET = "RIGHT_BRACKET"  # [
COLON = "COLON"                  # :
COMMA = "COMMA"                  # ,
NUMBER = "NUMBER"                # ".*?"
STRING = "STRING"                # [1-9]\d*
BOOL = "BOOL"                    # true/false
NULL = "NULL"                    # null
NEWLINE = "NEWLINE"            # \n
SKIP = "SKIP"                    # ' ', '\t'
MISMATCH = "MISMATCH"            # mismatch

# 处理 token 的正则
token_specification = [
    ('LEFT_BRACE', r'[{]'),
    ('RIGHT_BRACE', r'[}]'),
    ('LEFT_BRACKET', r'[\[]'),
    ('RIGHT_BRACKET', r'[\]]'),
    ('COLON', r'[:]'),
    ('COMMA', r'[,]'),
    ('NUMBER', r'-?[1-9]+[0-9]*'),
    ('STRING', r'".*?"'),
    ('BOOL', r'(true)|(false)'),
    ('NULL', r'null'),
    ('NEWLINE', r'\n'),
    ('SKIP', r'[ \t]'),
    ('MISMATCH', r'.')
]

tok_regex = &#39;|&#39;.join(&#39;(?P<%s>%s)&#39; % pair for pair in token_specification)
print("Debug: ", tok_regex)


def process(kind: str, value: str) -> Dict[str, Union[str, bool, int, None]]:
    """
    处理输入的 kind 和 value，并生成 Dict 对象，简单表示 token 对象
    """
    if kind == STRING:
        # 去掉外层的双引号，暂时没有比较好的方式
        return {"kind": kind, "value": value[1:-1]}
    if kind == NUMBER:
        return {"kind": kind, "value": int(value)}
    if kind == BOOL:
        if value == "true":
            return {"kind": kind, "value": True}
        else:
            return {"kind": kind, "value": False}
    if kind == NULL:
        return {"kind": kind, "value": None}
    return {"kind": kind, "value": value}


def tokenizer(json_str: str) -> List[Dict[str, Union[str, bool, int, None]]]:
    """
    tokenizer
    """
    tokens = []
    for m in re.finditer(tok_regex, json_str):
        # 获取 token 的类型
        kind = m.lastgroup
        # 获取 token 的值
        value = m.group()
        if kind == MISMATCH:
            raise Exception("json format is error")
        if kind == NEWLINE:
            continue
        if kind == SKIP:
            continue
        token = process(kind=kind, value=value)
        tokens.append(token)

    return tokens


if __name__ == "__main__":
    json_doc = open("./demo.json", "r", encoding="utf-8").read()
    tokens = tokenizer(json_doc)
    if tokens:
        json.dump(tokens, open("./json_tokens.json", "w",
                               encoding="utf-8"), ensure_ascii=False)

Ich habe alle Eingabe- und Ausgabedaten in das Dokument eingefügt. Ich werde meine Eingabedaten und einen Teil der Ausgabedaten unten veröffentlichen.

demo.json

{
    "name": "小黑子",
    "age": 3,
    "gender": false,
    "other_info": {
        "friends": [
            "嘎子",
            "潘叔",
            "狗"
        ],
        "declaration": "练习时长两年半",
        "hobbies": [
            "唱",
            "跳",
            "rap",
            "篮球????"
        ]
    }
}

json_token.json Ein Teil der Daten ist relativ lang.

JSON Parser

json_parser.py

Führen Sie die zuvor generierte Token-Sequenz aus Schritt Parser, generiert das Dict-Objekt, das JSON entspricht. Die Implementierung des Parsers bezieht sich auf die JSON-Syntaxdatei von antlr4, wodurch Leerzeichen entfernt werden und die Verarbeitung einfacher ist.

import json
from typing import Dict, Union

# TOKEN 的种类
LEFT_BRACE = "LEFT_BRACE"        # {
RIGHT_BRACE = "RIGHT_BRACE"      # }
LEFT_BRACKET = "LEFT_BRACKET"    # ]
RIGHT_BRACKET = "RIGHT_BRACKET"  # [
COLON = "COLON"                  # :
COMMA = "COMMA"                  # ,
NUMBER = "NUMBER"                # ".*?"
STRING = "STRING"                # [1-9]\d*
BOOL = "BOOL"                    # true/false
NULL = "NULL"                    # null


class Token(object):
    """为了简单，就不创建这个了"""


class JSON_Parser(object):
    """
    JSON_Parser the class aims parse input token sequence into a python object or array.
    """

    def __init__(self, tokens) -> None:
        self.index = 0
        self.tokens = tokens

    def get_token(self) -> Dict[str, Union[str, int, bool, None]]:
        """
        get current's token
        """
        if self.index < len(self.tokens):
            return self.tokens[self.index]
        else:
            raise Exception("index out of range.")

    def move_token(self) -> Dict[str, Union[str, int, bool, None]]:
        """
        move to next token and return it
        """
        if self.index + 1 < len(self.tokens):
            self.index = self.index + 1
            return self.tokens[self.index]
        else:
            raise Exception("index out of range.")

    def parse(self):
        """
        parse whole json
        """
        token = self.get_token()
        if token.get("kind") == LEFT_BRACE:
            return self.parse_obj()
        elif token.get("kind") == LEFT_BRACKET:
            return self.parse_arr()
        else:
            raise Exception("error json, neither object or array.")

    def parse_obj(self):
        """
        parse object
        """
        obj = {}
        token = self.move_token()
        kind = token.get("kind")
        # &#39;{&#39; &#39;}&#39;
        if kind == RIGHT_BRACE:
            return obj
        # &#39;{&#39; pair (&#39;,&#39; pair)* &#39;}&#39;
        name, val = self.parse_pair()
        obj[name] = val

        while self.index < len(self.tokens):
            token = self.move_token()
            kind = token.get("kind")
            if kind == COMMA:
                self.move_token()
                name, val = self.parse_pair()
                obj[name] = val
            elif kind == RIGHT_BRACE:
                return obj
            else:
                raise Exception("parse object encounter error")

    def parse_arr(self):
        """
        parse array
        """
        arr = []
        token = self.move_token()
        kind = token.get("kind")
        # &#39;[&#39; &#39;]&#39;
        if kind == RIGHT_BRACE:
            return arr
        # &#39;[&#39; value (&#39;,&#39; value)* &#39;]&#39;
        val = self.parse_value()
        arr.append(val)

        while self.index < len(self.tokens):
            token = self.move_token()
            kind = token.get("kind")
            if kind == COMMA:
                self.move_token()
                val = self.parse_value()
                arr.append(val)
            elif kind == RIGHT_BRACKET:
                return arr
            else:
                raise Exception("parse array encounter error")

    def parse_value(self):
        """
        parse value
        """
        token = self.get_token()
        kind = token.get("kind")
        if kind == LEFT_BRACE:
            return self.parse_obj()
        elif kind == LEFT_BRACKET:
            return self.parse_arr()
        elif kind == STRING or kind == NUMBER or kind == BOOL:
            return token.get("value")
        elif kind == NULL:
            return
        else:
            raise Exception("encounter unexcepted token")

    def parse_pair(self):
        """
        parse pair
        """
        token = self.get_token()
        kind = token.get("kind")
        name = token.get("value")
        # STRING &#39;:&#39; value
        if kind == STRING:
            token = self.move_token()
            kind = token.get("kind")
            if kind == COLON:
                token = self.move_token()
                return name, self.parse_value()

        raise Exception("parse pair encounter error")


if __name__ == "__main__":
    # json token 文件路径
    TOKEN_PATH = "./json_tokens.json"
    # 读取 token 序列
    input_tokens = [token for token in json.load(
        open(TOKEN_PATH, "r", encoding="utf-8"))]
    if not input_tokens:
        raise Exception("input token sequence is empty")

    # 调试的时候，用来查表的，很方便定位到 index 走到哪一个 token 了

    for i, tok in enumerate(input_tokens):
        print(f"debug {i:2d} --> {tok}")
    print("\n===========================================\n")
    parser = JSON_Parser(tokens=input_tokens)
    json_obj = parser.parse()
    # 再将 object 转成 json 并格式化后输出
    print(json.dumps(json_obj, ensure_ascii=False, indent=4))

Ausgabeergebnis:

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSo schreiben Sie einen einfachen JSONParser mit Python. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!