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Pointer

(本功能于 v1.1.0 发布)

JSON Pointer 是一个标准化(RFC6901)的方式去选取一个 JSON Document(DOM)中的值。这类似于 XML 的 XPath。然而,JSON Pointer 简单得多,而且每个 JSON Pointer 仅指向单个值。

使用 RapidJSON 的 JSON Pointer 实现能简化一些 DOM 的操作。

JSON Pointer

一个 JSON Pointer 由一串(零至多个)token 所组成,每个 token 都有 / 前缀。每个 token 可以是一个字符串或数字。例如,给定一个 JSON:

{
"foo" : ["bar", "baz"],
"pi" : 3.1416
}

以下的 JSON Pointer 解析为:

  1. "/foo"[ "bar", "baz" ]
  2. "/foo/0""bar"
  3. "/foo/1""baz"
  4. "/pi"3.1416

要注意,一个空 JSON Pointer "" (零个 token)解析为整个 JSON。

基本使用方法

以下的代码范例不解自明。

#include "rapidjson/pointer.h"
// ...
// 使用 Set() 创建 DOM
Pointer("/project").Set(d, "RapidJSON");
Pointer("/stars").Set(d, 10);
// { "project" : "RapidJSON", "stars" : 10 }
// 使用 Get() 访问 DOM。若该值不存在则返回 nullptr。
if (Value* stars = Pointer("/stars").Get(d))
stars->SetInt(stars->GetInt() + 1);
// { "project" : "RapidJSON", "stars" : 11 }
// Set() 和 Create() 自动生成父值(如果它们不存在)。
Pointer("/a/b/0").Create(d);
// { "project" : "RapidJSON", "stars" : 11, "a" : { "b" : [ null ] } }
// GetWithDefault() 返回引用。若该值不存在则会深拷贝缺省值。
Value& hello = Pointer("/hello").GetWithDefault(d, "world");
// { "project" : "RapidJSON", "stars" : 11, "a" : { "b" : [ null ] }, "hello" : "world" }
// Swap() 和 Set() 相似
Value x("C++");
Pointer("/hello").Swap(d, x);
// { "project" : "RapidJSON", "stars" : 11, "a" : { "b" : [ null ] }, "hello" : "C++" }
// x 变成 "world"
// 删去一个成员或元素,若值存在返回 true
bool success = Pointer("/a").Erase(d);
assert(success);
// { "project" : "RapidJSON", "stars" : 10 }

辅助函数

由于面向对象的调用习惯可能不符直觉,RapidJSON 也提供了一些辅助函数,它们把成员函数包装成自由函数。

以下的例子与上面例子所做的事情完全相同。

SetValueByPointer(d, "/project", "RapidJSON");
SetValueByPointer(d, "/stars", 10);
if (Value* stars = GetValueByPointer(d, "/stars"))
stars->SetInt(stars->GetInt() + 1);
CreateValueByPointer(d, "/a/b/0");
Value& hello = GetValueByPointerWithDefault(d, "/hello", "world");
Value x("C++");
SwapValueByPointer(d, "/hello", x);
bool success = EraseValueByPointer(d, "/a");
assert(success);

以下对比 3 种调用方式:

  1. Pointer(source).<Method>(root, ...)
  2. <Method>ValueByPointer(root, Pointer(source), ...)
  3. <Method>ValueByPointer(root, source, ...)

解析 Pointer

Pointer::Get()GetValueByPointer() 函数并不修改 DOM。若那些 token 不能匹配 DOM 里的值,这些函数便返回 nullptr。使用者可利用这个方法来检查一个值是否存在。

注意,数值 token 可表示数组索引或成员名字。解析过程中会按值的类型来匹配。

{
"0" : 123,
"1" : [456]
}
  1. "/0"123
  2. "/1/0"456

Token "0" 在第一个 pointer 中被当作成员名字。它在第二个 pointer 中被当作成数组索引。

其他函数会改变 DOM,包括 Create()GetWithDefault()Set()Swap()。这些函数总是成功的。若一些父值不存在,就会创建它们。若父值类型不匹配 token,也会强行改变其类型。改变类型也意味着完全移除其 DOM 子树的内容。

例如,把上面的 JSON 解译至 d 之后,

SetValueByPointer(d, "1/a", 789); // { "0" : 123, "1" : { "a" : 789 } }

解析负号 token

另外,RFC6901 定义了一个特殊 token - (单个负号),用于表示数组最后元素的下一个元素。 Get() 只会把此 token 当作成员名字 '"-"'。而其他函数则会以此解析数组,等同于对数组调用 Value::PushBack()

d.Parse("{\"foo\":[123]}");
SetValueByPointer(d, "/foo/-", 456); // { "foo" : [123, 456] }
SetValueByPointer(d, "/-", 789); // { "foo" : [123, 456], "-" : 789 }

解析 Document 及 Value

当使用 p.Get(root)GetValueByPointer(root, p)root 是一个(常数) Value&。这意味着,它也可以是 DOM 里的一个子树。

其他函数有两组签名。一组使用 Document& document 作为参数,另一组使用 Value& root。第一组使用 document.GetAllocator() 去创建值,而第二组则需要使用者提供一个 allocator,如同 DOM 里的函数。

以上例子都不需要 allocator 参数,因为它的第一个参数是 Document&。但如果你需要对一个子树进行解析,就需要如下面的例子般提供 allocator:

class Person {
public:
Person() {
document_ = new Document();
// CreateValueByPointer() here no need allocator
SetLocation(CreateValueByPointer(*document_, "/residence"), ...);
SetLocation(CreateValueByPointer(*document_, "/office"), ...);
};
private:
void SetLocation(Value& location, const char* country, const char* addresses[2]) {
Value::Allocator& a = document_->GetAllocator();
// SetValueByPointer() here need allocator
SetValueByPointer(location, "/country", country, a);
SetValueByPointer(location, "/address/0", address[0], a);
SetValueByPointer(location, "/address/1", address[1], a);
}
// ...
Document* document_;
};

Erase()EraseValueByPointer() 不需要 allocator。而且它们成功删除值之后会返回 true

错误处理

Pointer 在其建构函数里会解译源字符串。若有解析错误,Pointer::IsValid() 返回 false。你可使用 Pointer::GetParseErrorCode()GetParseErrorOffset() 去获取错信息。

要注意的是,所有解析函数都假设 pointer 是合法的。对一个非法 pointer 解析会做成断言失败。

URI 片段表示方式

除了我们一直在使用的字符串方式表示 JSON pointer,RFC6901 也定义了一个 JSON Pointer 的 URI 片段(fragment)表示方式。URI 片段是定义于 RFC3986 "Uniform Resource Identifier (URI): Generic Syntax"。

URI 片段的主要分别是必然以 # (pound sign)开头,而一些字符也会以百分比编码成 UTF-8 序列。例如,以下的表展示了不同表示法下的 C/C++ 字符串常数。

字符串表示方式 URI 片段表示方式 Pointer Tokens (UTF-8)
"/foo/0" "#/foo/0" {"foo", 0}
"/a~1b" "#/a~1b" {"a/b"}
"/m~0n" "#/m~0n" {"m~n"}
"/ " "#/%20" {" "}
"/\\0" "#/%00" {"\\0"}
"/€" "#/%E2%82%AC" {"€"}

RapidJSON 完全支持 URI 片段表示方式。它在解译时会自动检测 # 号。

字符串化

你也可以把一个 Pointer 字符串化,储存于字符串或其他输出流。例如:

Pointer p(...);
p.Stringify(sb);
std::cout << sb.GetString() << std::endl;

使用 StringifyUriFragment() 可以把 pointer 字符串化为 URI 片段表示法。

使用者提供的 tokens

若一个 pointer 会用于多次解析,它应该只被创建一次,然后再施于不同的 DOM ,或在不同时间做解析。这样可以避免多次创键 Pointer,节省时间和内存分配。

我们甚至可以再更进一步,完全消去解析过程及动态内存分配。我们可以直接生成 token 数组:

#define NAME(s) { s, sizeof(s) / sizeof(s[0]) - 1, kPointerInvalidIndex }
#define INDEX(i) { #i, sizeof(#i) - 1, i }
static const Pointer::Token kTokens[] = { NAME("foo"), INDEX(123) };
static const Pointer p(kTokens, sizeof(kTokens) / sizeof(kTokens[0]));
// Equivalent to static const Pointer p("/foo/123");

这种做法可能适合内存受限的系统。