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Red/System []
#enum json-type! [
JSON_NULL: 1
JSON_FALSE: 2
JSON_TRUE: 3
JSON_NUMBER: 4
JSON_STRING: 5
JSON_ARRAY: 6
JSON_OBJECT: 7
]
#enum json-parse-result! [
PARSE_OK: 1
PARSE_EXPECT_VALUE: 2
PARSE_INVALID_VALUE: 3
PARSE_ROOT_NOT_SINGULAR: 4
PARSE_NUMBER_TOO_BIG: 5
PARSE_MISS_QUOTATION_MARK: 6
PARSE_INVALID_STRING_ESCAPE: 7
PARSE_MISS_COMMA_OR_SQUARE_BRACKET: 8
PARSE_MISS_KEY: 9
PARSE_MISS_COLON: 10
PARSE_MISS_COMMA_OR_CURLY_BRACKET: 11
]
#define KEY_NOT_EXIST -1
;- Note: Red/System 不支持 union 联合体,
;- 所以只能在结果体里冗余 number/string/array 几种情况
json-value!: alias struct! [ ;- 用于承载解析后的结果
type [json-type!] ;- 类型,见 json-type!
num [float!] ;- 数值
str [c-string!] ;- 字符串
arr [json-value!] ;- 指向 json-value! 的数组,嵌套了自身类型的指针
objs [byte-ptr!] ;- 指向 json-member! 即 JSON 对象的数组的地址
len [integer!] ;- 字符串长度 or 数组元素个数
]
json-member!: alias struct! [
key [c-string!] ;- key
klen [integer!] ;- key 的字符个数
val [json-value! value] ;- 值,支持嵌套整个,而不是引用
]
json: context [
_ctx: declare struct! [ ;- 用于承载解析过程的中间数据
json [c-string!] ;- JSON 字符串
stack [byte-ptr!] ;- 动态数组,按字节存储
size [integer!] ;- 当前栈大小,按 byte 计
top [integer!] ;- 可 push/pop 任意大小
]
parse-whitespace: func [/local s][
s: _ctx/json
while [any [s/1 = space s/1 = tab s/1 = cr s/1 = lf]][
s: s + 1
]
_ctx/json: s
]
expect: func [char [byte!]][
assert _ctx/json/1 = char
_ctx/json: _ctx/json + 1
]
parse-null: func [
v [json-value!]
return: [json-parse-result!]
/local s
][
expect #"n"
s: _ctx/json
if any [s/1 <> #"u" s/2 <> #"l" s/3 <> #"l" ][
return PARSE_INVALID_VALUE
]
_ctx/json: _ctx/json + 3
v/type: JSON_NULL
PARSE_OK
]
parse-true: func [
v [json-value!]
return: [json-parse-result!]
/local s
][
expect #"t"
s: _ctx/json
if any [s/1 <> #"r" s/2 <> #"u" s/3 <> #"e"][
return PARSE_INVALID_VALUE
]
_ctx/json: _ctx/json + 3
v/type: JSON_TRUE
PARSE_OK
]
parse-false: func [
v [json-value!]
return: [json-parse-result!]
/local s
][
expect #"f"
s: _ctx/json
if any [s/1 <> #"a" s/2 <> #"l" s/3 <> #"s" s/4 <> #"e" ][
return PARSE_INVALID_VALUE
]
_ctx/json: _ctx/json + 4
v/type: JSON_FALSE
PARSE_OK
]
#define ISDIGIT(v) [all [v >= #"0" v <= #"9"]]
#define ISDIGIT1TO9(v) [all [v >= #"1" v <= #"9"]]
#define JUMP_TO_NOT_DIGIT [
until [
s: s + 1
not ISDIGIT(s/1) ;- 不是数字则跳出
]
]
parse-number: func [
v [json-value!]
return: [json-parse-result!]
/local s
][
s: _ctx/json
;- 校验格式
if s/1 = #"-" [s: s + 1]
either s/1 = #"0" [s: s + 1][
;- 不是 0 开头,接下来必须是 1~9,否则报错
if not ISDIGIT1TO9(s/1) [return PARSE_INVALID_VALUE]
JUMP_TO_NOT_DIGIT
]
if s/1 = #"." [
s: s + 1
if not ISDIGIT(s/1) [return PARSE_INVALID_VALUE]
JUMP_TO_NOT_DIGIT
]
if any [s/1 = #"e" s/1 = #"E"][
s: s + 1
if any [s/1 = #"+" s/1 = #"-"][s: s + 1]
if not ISDIGIT(s/1) [return PARSE_INVALID_VALUE]
JUMP_TO_NOT_DIGIT
]
;- TODO: 不知道怎么实现数字过大时要用 errno 判断 ERANGE、HUGE_VAL 几个宏的问题
;- SEE https://zh.cppreference.com/w/c/string/byte/strtof
v/num: strtod as byte-ptr! _ctx/json null
if null? s [return PARSE_INVALID_VALUE]
_ctx/json: s ;- 跳到成功转型后的下一个字节
v/type: JSON_NUMBER
PARSE_OK
]
;------------- stack functions ----------------
#define PARSE_STACK_INIT_SIZE 256 ;- 初始的栈大小
#import [
LIBC-file cdecl [
realloc: "realloc" [
ptr [byte-ptr!]
size [integer!]
return: [byte-ptr!]
]
]
]
;- 解析过程中入栈,其实是在栈中申请指定的 size 个 byte!,
;- 然后调用方把值写入这个申请到的空间,例如:
;- 1. string 的每一个字符
;- 2. 数组或对象的每一个元素(json-value! 结构)
context-push: func [
size [integer!]
return: [byte-ptr!] ;- 返回可用的起始地址
/local ret
][
assert size > 0
;- 栈空间不足
if _ctx/top + size >= _ctx/size [
if _ctx/size = 0 [_ctx/size: PARSE_STACK_INIT_SIZE] ;- 首次初始化
while [_ctx/top + size >= _ctx/size][
_ctx/size: _ctx/size + (_ctx/size >> 1) ;- 每次加 2倍
]
_ctx/stack: realloc _ctx/stack _ctx/size ;- 重新分配内存
]
ret: _ctx/stack + _ctx/top ;- 返回数据起始的指针
_ctx/top: _ctx/top + size ;- 指向新的栈顶
ret
]
#define PUTC(ch) [
top: context-push 1
top/value: ch
]
;- pop 返回 byte-ptr!,由调用者根据情况补上末尾的 null 来形成 c-string!,
;- 因为栈不是只给 string 使用的,数组、对象都要用到
context-pop: func [
size [integer!]
return: [byte-ptr!]
/local ret
][
assert _ctx/top >= size
_ctx/top: _ctx/top - size ;- 更新栈顶指针
ret: _ctx/stack + _ctx/top ;- 返回缩减后的栈顶指针:栈基地址 + 偏移
;- Note: 如果 json 是空字符串,这里返回的是地址 0,小心
;printf ["context-pop ret: %d^/" ret]
ret
]
;------------- parsing functions ----------------
make-string: func [
bytes [byte-ptr!]
len [integer!]
return: [c-string!]
/local target end
][
target: allocate len + 1
copy-memory target bytes len
end: target + len
end/value: null-byte ;- 补上终结符
;printf ["make-string '%s' address: %d^/" (as-c-string target) target]
as-c-string target
]
bytes-ptr!: alias struct! [ ;- 字符串数组
bytes [byte-ptr!]
]
parse-string-raw: func [
"解析 JSON 字符串,把结果写入 bytes 指针和 len 指针"
bytes-ptr [bytes-ptr!]
len-ptr [int-ptr!]
return: [integer!]
/local head len p ch top ret
][
head: _ctx/top ;- 记录字符串起始点,即开头的 "
expect #"^"" ;- 字符串必定以双引号开头,跳到下一个字符
p: _ctx/json
forever [
ch: p/1
p: p + 1 ;- 先指向下一个字符
switch ch [
#"^"" [ ;- 字符串结束符
len: _ctx/top - head
;printf ["parse-string-raw finish with len: %d^/" len]
;- 取出栈中的字节流,空字符串可能会返回 0
bytes-ptr/bytes: context-pop len
len-ptr/value: len
_ctx/json: p
return PARSE_OK
]
#"\" [
ch: p/1
p: p + 1
switch ch [
#"^"" [PUTC(#"^"")]
#"\" [PUTC(#"\")]
#"/" [PUTC(#"/")]
#"n" [PUTC(#"^M")]
#"r" [PUTC(#"^/")]
#"t" [PUTC(#"^-")]
;- TODO 这几个转义符不知道在 R/S 里怎么对应
;#"b" [PUTC(#"\b")]
;#"f" [PUTC(#"\f")]
default [
_ctx/top: head
return PARSE_INVALID_STRING_ESCAPE
]
]
]
null-byte [
_ctx/top: head
return PARSE_MISS_QUOTATION_MARK ;- 没有用 " 结尾
]
default [
;- TODO 非法字符
PUTC(ch)
]
]
]
0
]
parse-string: func [
v [json-value!]
return: [integer!]
/local
bytes-ptr [bytes-ptr!]
len-ptr [int-ptr!]
ret [integer!]
][
bytes-ptr: declare bytes-ptr!
bytes-ptr/bytes: declare byte-ptr!
len-ptr: declare int-ptr!
ret: parse-string-raw bytes-ptr len-ptr
if ret = PARSE_OK [
set-string v bytes-ptr/bytes len-ptr/value
]
ret
]
parse-array: func [
v [json-value!]
return: [json-parse-result!]
/local e ret size target i
][
expect #"["
parse-whitespace ;- 第一个元素前可能有空白符
if _ctx/json/1 = #"]" [
_ctx/json: _ctx/json + 1
v/type: JSON_ARRAY
v/len: 0
v/arr: null ;- 空数组
return PARSE_OK
]
size: 0
e: declare json-value! ;- 承载数组的元素
forever [
init-value e
parse-whitespace ;- 每个元素前可能有空白符
ret: parse-value e ;- 解析元素,并用新的 json-value! 来承载
if ret <> PARSE_OK [break] ;- 解析元素失败,跳出 while 释放内存
;- 解析元素成功
;- 把 json-value! 结构入栈(其实是申请空间,返回可用的起始地址),
;- 用解析得到的元素来填充栈空间,释放掉这个临时 json-value! 结构
target: context-push size? json-value!
copy-memory target (as byte-ptr! e) (size? json-value!)
size: size + 1
parse-whitespace ;- 每个元素结束后可能有空白符
switch _ctx/json/1 [
#"," [
_ctx/json: _ctx/json + 1 ;- 跳过数组内的逗号
]
#"]" [
_ctx/json: _ctx/json + 1 ;- 数组结束,从栈中复制到 json-value!
v/type: JSON_ARRAY
v/len: size
size: size * size? json-value!
target: allocate size ;- 注意,这里用 malloc 分配内存
copy-memory target (context-pop size) size
v/arr: as json-value! target;- 这里其实是 json-value! 数组
return PARSE_OK
]
default [
;- 异常,元素后面既不是逗号,也不是方括号来结束
;- 先保存解析结果,跳出 while 之后清理栈中已分配的内存
ret: PARSE_MISS_COMMA_OR_SQUARE_BRACKET
break
]
]
]
;- 这里只有当解析失败时才需要释放由 malloc 分配在栈中的内存,
;- 因为解析成功时,分配的内存是用于存放解析得到的值,由调用者释放
i: 0
while [i < size] [
free-value as json-value! (context-pop size? json-value!)
i: i + 1
]
ret
]
parse-object: func [
v [json-value!]
return: [json-parse-result!]
/local
ret [integer!]
size [integer!]
key-ptr [bytes-ptr!]
len-ptr [int-ptr!]
target [byte-ptr!]
m [json-member! value] ;- 加 value 修饰,避免静态分配
i [integer!]
][
expect #"{"
parse-whitespace ;- 第一个元素前可能有空白符
if _ctx/json/1 = #"}" [
_ctx/json: _ctx/json + 1
v/type: JSON_OBJECT
v/len: 0
v/objs: null ;- 空对象
return PARSE_OK
]
;printf [" --- start parsing object ---^/"]
ret: 0
size: 0
;- 函数内的 /local 结构体默认是静态分配,调用多次之后都是同一个地址,不行,递归会导致覆盖
m: declare json-member!
;- 栈分配,后面要 free,应该配合 malloc 才行
;m: as json-member! system/stack/allocate size? json-member!
;- 堆分配
;m: as json-member! allocate size? json-member!
len-ptr: declare int-ptr!
key-ptr: declare bytes-ptr!
key-ptr/bytes: declare byte-ptr!
m/key: null ;- 为了PARSE_MISS_KEY 时可以调用 free 而不报错
forever [
if _ctx/json/1 <> #"^"" [ ;- 不是 " 开头说明 key 不合法
ret: PARSE_MISS_KEY
break
]
;- 解析 key
ret: parse-string-raw key-ptr len-ptr ;- 为了返回多个值,用两个指针
if ret <> PARSE_OK [
ret: PARSE_MISS_KEY
break
]
;- 分配内存装字符串,然后把新地址赋值给 key
m/key: make-string key-ptr/bytes len-ptr/value
;printf ["parse-object m/key: %d -> %s^/" m/key m/key]
m/klen: len-ptr/value
parse-whitespace
if _ctx/json/1 <> #":" [
ret: PARSE_MISS_COLON
break
]
expect #":"
parse-whitespace
;- 解析 value
m/val: declare json-value!
init-value m/val
;printf ["...parse-object starts m: %d, m/key: %d, m/klen: %d, m/val: %d, v: %d, v/objs: %d, m/key: %s^/" m m/key m/klen m/val v v/objs m/key]
ret: parse-value m/val
if ret <> PARSE_OK [break]
;printf ["...parse-object finish m: %d, m/key: %d, m/klen: %d, m/val: %d, v: %d, v/objs: %d^/" m m/key m/klen m/val v v/objs ]
;- 从栈中弹出空间构造成 json-member!
target: context-push size? json-member!
copy-memory target (as byte-ptr! m) (size? json-member!)
size: size + 1
m/key: null ;- 避免重复释放
parse-whitespace ;- 每个元素结束后可能有空白符
switch _ctx/json/1 [
#"," [
_ctx/json: _ctx/json + 1 ;- 跳过逗号
parse-whitespace
]
#"}" [
_ctx/json: _ctx/json + 1 ;- 对象结束,从栈中复制到 json-value!
v/type: JSON_OBJECT
v/len: size
size: size * size? json-member!
v/objs: allocate size
copy-memory v/objs (context-pop size) size ;- 从栈中弹出
return PARSE_OK
]
default [
ret: PARSE_MISS_COMMA_OR_CURLY_BRACKET
break
]
]
]
;- 这里只有当解析失败时才需要释放由 malloc 分配在栈中的内存,
;- 因为解析成功时,分配的内存是用于存放解析得到的值,由调用者释放
free as byte-ptr! m/key
i: 0
while [i < size] [
m: as json-member! (context-pop size? json-member!)
free-value m/val
i: i + 1
]
ret
]
parse-value: func [
v [json-value!]
return: [json-parse-result!]
][
switch _ctx/json/1 [
#"n" [return parse-null v]
#"t" [return parse-true v]
#"f" [return parse-false v]
#"^"" [return parse-string v]
#"[" [return parse-array v]
#"{" [return parse-object v]
null-byte [return PARSE_EXPECT_VALUE]
default [return parse-number v]
]
]
parse: func [
v [json-value!]
json [c-string!]
return: [json-parse-result!]
/local ret
][
assert _ctx <> null
_ctx/json: json
_ctx/stack: null
_ctx/size: 0
_ctx/top: 0
v/type: JSON_NULL
;printf ["^/--------- origin json: %s^/" json]
parse-whitespace ;- 先清掉前置的空白
ret: parse-value v ;- 开始解析
if ret = PARSE_OK [
parse-whitespace ;- 再清理后续的空白
if _ctx/json/1 <> null-byte [
v/type: JSON_NULL
ret: PARSE_ROOT_NOT_SINGULAR
]
]
;printf ["^/--------- parse finish stack size: %d, top: %d^/" _ctx/size _ctx/top]
assert _ctx/top = 0 ;- 清理空间
free _ctx/stack
ret
]
;------------ Accessing functions -------------
init-value: func [v [json-value!]][
assert v <> null
v/type: JSON_NULL
]
free-value: func [v [json-value!] /local i e m][
assert v <> null
printf ["--free v: %d, type: %d^/" v v/type]
switch v/type [
JSON_STRING [
printf ["free str: '%s' --> %d^/" v/str v/str]
free as byte-ptr! v/str
]
JSON_ARRAY [
i: 0
while [i < v/len][
e: v/arr + i
i: i + 1
free-value e ;- value! 可能有 str 类型的元素,让它递归
]
free as byte-ptr! v/arr ;- arr 本身也是 malloc 得到的
]
JSON_OBJECT [
i: 0
while [i < v/len][
m: (as json-member! v/objs) + i
printf ["will free '%s' m/key @%d^/" m/key m/key]
free as byte-ptr! m/key
free-value m/val ;- value 一定不为空
i: i + 1
]
free v/objs
]
default []
]
v/type: JSON_NULL
]
get-type: func [v [json-value!] return: [json-type!]][
assert v <> null
v/type
]
set-number: func [v [json-value!] num [float!]][
free-value v
v/num: num
v/type: JSON_NUMBER
]
get-number: func [v [json-value!] return: [float!]][
assert all [
v <> null
v/type = JSON_NUMBER]
v/num
]
set-boolean: func [v [json-value!] b [logic!]][
free-value v
v/type: either b [JSON_TRUE][JSON_FALSE]
]
get-boolean: func [v [json-value!] return: [logic!]][
assert all [
v <> null
any [v/type = JSON_FALSE v/type = JSON_TRUE]]
v/type = JSON_TRUE
]
set-string: func [
v [json-value!]
bytes [byte-ptr!]
len [integer!]
][
assert all [
v <> null
any [bytes <> null len = 0]] ;- 非空指针,或空字符串
free-value v ;- 确保传入的 json-value! 中原有的 str/arr 被释放掉
v/str: make-string bytes len
v/len: len
v/type: JSON_STRING
]
get-string: func [v [json-value!] return: [c-string!]][
assert all [
v <> null
v/type = JSON_STRING
v/str <> null]
v/str
]
get-string-length: func [v [json-value!] return: [integer!]][
assert all [
v <> null
v/type = JSON_STRING
v/str <> null]
v/len
]
get-array-size: func [v [json-value!] return: [integer!]][
assert all [
v <> null
v/type = JSON_ARRAY]
v/len
]
get-array-element: func [
v [json-value!]
index [integer!] ;- 下标基于 0
return: [json-value!]
][
assert all [
v <> null
v/type = JSON_ARRAY]
assert index < v/len
v/arr + index ;- 下标基于 0
]
get-object-size: func [v [json-value!] return: [integer!]][
assert all [
v <> null
v/type = JSON_OBJECT]
v/len
]
get-object-key: func [
v [json-value!]
index [integer!] ;- 下标基于 0
return: [c-string!]
/local member
][
assert all [
v <> null
v/type = JSON_OBJECT]
assert index < v/len
member: (as json-member! v/objs) + index
member/key
]
get-object-key-length: func [
v [json-value!]
index [integer!] ;- 下标基于 0
return: [integer!]
/local member
][
assert all [
v <> null
v/type = JSON_OBJECT]
assert index < v/len
member: (as json-member! v/objs) + index
member/klen
]
get-object-value: func [
v [json-value!]
index [integer!] ;- 下标基于 0
return: [json-value!]
/local member
][
assert all [
v <> null
v/type = JSON_OBJECT]
assert index < v/len
member: (as json-member! v/objs) + index
member/val
]
find-object-index: func [
v [json-value!]
key [c-string!]
klen [integer!]
return: [integer!]
/local i m
][
assert all [
v <> null
v/type = JSON_OBJECT
key <> null]
i: 0
m: declare json-member!
while [i < v/len][
m: (as json-member! v/objs) + i
if all [
m/klen = klen
0 = compare-memory (as byte-ptr! m/key) (as byte-ptr! key) klen
][
return i
]
i: i + 1
]
return KEY_NOT_EXIST
]
find-object-value: func [
v [json-value!]
key [c-string!]
klen [integer!]
return: [json-value!]
/local i e
][
i: find-object-index v key klen
if i = KEY_NOT_EXIST [return NULL]
e: (as json-member! v/objs) + i
e/val
]
value-is-equal?: func [
v1 [json-value!]
v2 [json-value!]
return: [logic!]
/local i j e1 e2 m1
][
assert all [v1 <> null v2 <> null]
if v1/type <> v2/type [return false]
switch v1/type [
JSON_STRING [
return all [
v1/len = v2/len
0 = compare-memory (as byte-ptr! v1/str) (as byte-ptr! v2/str) v1/len
]
]
JSON_NUMBER [return v1/num = v2/num]
JSON_ARRAY [
if v1/len <> v2/len [return false]
i: 0
while [i < v1/len][
e1: (as json-value! v1/arr) + i
e2: (as json-value! v2/arr) + i
unless value-is-equal? e1 e2 [return false]
i: i + 1
]
return true
]
JSON_OBJECT [
if v1/len <> v2/len [return false] ;- 对象内的 kv 个数不同
i: 0
while [i < v1/len][ ;- 遍历 v1 中的元素,在 v2 找
m1: (as json-member! v1/objs) + i
;printf ["value-is-equal? i: %d, key: %s, klen: %d^/" i m1/key m1/klen]
e2: find-object-value v2 m1/key m1/klen
if null? e2 [return false]
if not value-is-equal? m1/val e2 [return false]
i: i + 1
]
return true
]
default [return true] ;- 剩下的是 TRUE / FALSE / NULL
]
]
copy-value: func [
dst [json-value!]
src [json-value!]
/local size target i v v0 m m0 tmp
][
assert all [
src <> null
dst <> null
src <> dst
]
switch src/type [
JSON_STRING [
set-string dst (as byte-ptr! src/str) src/len
]
JSON_ARRAY [
size: src/len * (size? json-value!)
target: allocate size
copy-memory (as byte-ptr! dst) (as byte-ptr! src) (size? json-value!)
i: 0
v: declare json-value!
while [i < src/len][
v: (as json-value! target) + i
v0: src/arr + i
copy-value v v0 ;- 递归复制
i: i + 1
]
dst/arr: as json-value! target ;- 指向新的起始地址
]
JSON_OBJECT [
size: src/len * (size? json-member!)
target: allocate size ;- 申请足够的内存来保存成员
;- 先整个复制
copy-memory target src/objs size
copy-memory (as byte-ptr! dst) (as byte-ptr! src) (size? json-member!)
;- 再单独处理 string、value 等需要分配内存的元素
i: 0
while [i < src/len][
m: (as json-member! target) + i
m0: (as json-member! src/objs) + i
m/key: make-string (as byte-ptr! m0/key) m0/klen
m/klen: m0/klen
copy-value m/val m0/val ;- 递归复制 value
i: i + 1
]
dst/objs: target ;- 指向新的起始地址
]
default [
free-value dst
;printf ["copy default^/"]
copy-memory (as byte-ptr! dst) (as byte-ptr! src) (size? json-value!)
]
]
]
move-value: func [
dst [json-value!]
src [json-value!]
][
assert all [
dst <> null
src <> null
src <> dst
]
free-value dst
copy-memory (as byte-ptr! dst) (as byte-ptr! src) (size? json-value!)
init-value src
]
swap-value: func [
v1 [json-value!]
v2 [json-value!]
/local tmp
][
assert all [v1 <> null v2 <> null]
if v1 <> v2 [
tmp: declare json-value!
copy-memory (as byte-ptr! tmp) (as byte-ptr! v1) (size? json-value!)
copy-memory (as byte-ptr! v1) (as byte-ptr! v2) (size? json-value!)
copy-memory (as byte-ptr! v2) (as byte-ptr! tmp) (size? json-value!)
]
]
]