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authorDaniel Baumann <daniel.baumann@progress-linux.org>2024-04-21 11:54:28 +0000
committerDaniel Baumann <daniel.baumann@progress-linux.org>2024-04-21 11:54:28 +0000
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Signed-off-by: Daniel Baumann <daniel.baumann@progress-linux.org>
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new file mode 100644
index 000000000..9b11e7683
--- /dev/null
+++ b/src/s3select/rapidjson/doc/sax.zh-cn.md
@@ -0,0 +1,487 @@
+# SAX
+
+"SAX" 此术语源于 [Simple API for XML](http://en.wikipedia.org/wiki/Simple_API_for_XML)。我们借了此术语去套用在 JSON 的解析及生成。
+
+在 RapidJSON 中,`Reader`(`GenericReader<...>` 的 typedef)是 JSON 的 SAX 风格解析器,而 `Writer`(`GenericWriter<...>` 的 typedef)则是 JSON 的 SAX 风格生成器。
+
+[TOC]
+
+# Reader {#Reader}
+
+`Reader` 从输入流解析一个 JSON。当它从流中读取字符时,它会基于 JSON 的语法去分析字符,并向处理器发送事件。
+
+例如,以下是一个 JSON。
+
+~~~~~~~~~~js
+{
+ "hello": "world",
+ "t": true ,
+ "f": false,
+ "n": null,
+ "i": 123,
+ "pi": 3.1416,
+ "a": [1, 2, 3, 4]
+}
+~~~~~~~~~~
+
+当一个 `Reader` 解析此 JSON 时,它会顺序地向处理器发送以下的事件:
+
+~~~~~~~~~~
+StartObject()
+Key("hello", 5, true)
+String("world", 5, true)
+Key("t", 1, true)
+Bool(true)
+Key("f", 1, true)
+Bool(false)
+Key("n", 1, true)
+Null()
+Key("i")
+Uint(123)
+Key("pi")
+Double(3.1416)
+Key("a")
+StartArray()
+Uint(1)
+Uint(2)
+Uint(3)
+Uint(4)
+EndArray(4)
+EndObject(7)
+~~~~~~~~~~
+
+除了一些事件参数需要再作解释,这些事件可以轻松地与 JSON 对上。我们可以看看 `simplereader` 例子怎样产生和以上完全相同的结果:
+
+~~~~~~~~~~cpp
+#include "rapidjson/reader.h"
+#include <iostream>
+
+using namespace rapidjson;
+using namespace std;
+
+struct MyHandler : public BaseReaderHandler<UTF8<>, MyHandler> {
+ bool Null() { cout << "Null()" << endl; return true; }
+ bool Bool(bool b) { cout << "Bool(" << boolalpha << b << ")" << endl; return true; }
+ bool Int(int i) { cout << "Int(" << i << ")" << endl; return true; }
+ bool Uint(unsigned u) { cout << "Uint(" << u << ")" << endl; return true; }
+ bool Int64(int64_t i) { cout << "Int64(" << i << ")" << endl; return true; }
+ bool Uint64(uint64_t u) { cout << "Uint64(" << u << ")" << endl; return true; }
+ bool Double(double d) { cout << "Double(" << d << ")" << endl; return true; }
+ bool String(const char* str, SizeType length, bool copy) {
+ cout << "String(" << str << ", " << length << ", " << boolalpha << copy << ")" << endl;
+ return true;
+ }
+ bool StartObject() { cout << "StartObject()" << endl; return true; }
+ bool Key(const char* str, SizeType length, bool copy) {
+ cout << "Key(" << str << ", " << length << ", " << boolalpha << copy << ")" << endl;
+ return true;
+ }
+ bool EndObject(SizeType memberCount) { cout << "EndObject(" << memberCount << ")" << endl; return true; }
+ bool StartArray() { cout << "StartArray()" << endl; return true; }
+ bool EndArray(SizeType elementCount) { cout << "EndArray(" << elementCount << ")" << endl; return true; }
+};
+
+void main() {
+ const char json[] = " { \"hello\" : \"world\", \"t\" : true , \"f\" : false, \"n\": null, \"i\":123, \"pi\": 3.1416, \"a\":[1, 2, 3, 4] } ";
+
+ MyHandler handler;
+ Reader reader;
+ StringStream ss(json);
+ reader.Parse(ss, handler);
+}
+~~~~~~~~~~
+
+注意 RapidJSON 使用模板去静态挷定 `Reader` 类型及处理器的类型,而不是使用含虚函数的类。这个范式可以通过把函数内联而改善性能。
+
+## 处理器 {#Handler}
+
+如前例所示,使用者需要实现一个处理器(handler),用于处理来自 `Reader` 的事件(函数调用)。处理器必须包含以下的成员函数。
+
+~~~~~~~~~~cpp
+class Handler {
+ bool Null();
+ bool Bool(bool b);
+ bool Int(int i);
+ bool Uint(unsigned i);
+ bool Int64(int64_t i);
+ bool Uint64(uint64_t i);
+ bool Double(double d);
+ bool RawNumber(const Ch* str, SizeType length, bool copy);
+ bool String(const Ch* str, SizeType length, bool copy);
+ bool StartObject();
+ bool Key(const Ch* str, SizeType length, bool copy);
+ bool EndObject(SizeType memberCount);
+ bool StartArray();
+ bool EndArray(SizeType elementCount);
+};
+~~~~~~~~~~
+
+当 `Reader` 遇到 JSON null 值时会调用 `Null()`。
+
+当 `Reader` 遇到 JSON true 或 false 值时会调用 `Bool(bool)`。
+
+当 `Reader` 遇到 JSON number,它会选择一个合适的 C++ 类型映射,然后调用 `Int(int)`、`Uint(unsigned)`、`Int64(int64_t)`、`Uint64(uint64_t)` 及 `Double(double)` 的 * 其中之一个 *。 若开启了 `kParseNumbersAsStrings` 选项,`Reader` 便会改为调用 `RawNumber()`。
+
+当 `Reader` 遇到 JSON string,它会调用 `String(const char* str, SizeType length, bool copy)`。第一个参数是字符串的指针。第二个参数是字符串的长度(不包含空终止符号)。注意 RapidJSON 支持字串中含有空字符 `\0`。若出现这种情况,便会有 `strlen(str) < length`。最后的 `copy` 参数表示处理器是否需要复制该字符串。在正常解析时,`copy = true`。仅当使用原位解析时,`copy = false`。此外,还要注意字符的类型与目标编码相关,我们稍后会再谈这一点。
+
+当 `Reader` 遇到 JSON object 的开始之时,它会调用 `StartObject()`。JSON 的 object 是一个键值对(成员)的集合。若 object 包含成员,它会先为成员的名字调用 `Key()`,然后再按值的类型调用函数。它不断调用这些键值对,直至最终调用 `EndObject(SizeType memberCount)`。注意 `memberCount` 参数对处理器来说只是协助性质,使用者可能不需要此参数。
+
+JSON array 与 object 相似,但更简单。在 array 开始时,`Reader` 会调用 `BeginArary()`。若 array 含有元素,它会按元素的类型来读用函数。相似地,最后它会调用 `EndArray(SizeType elementCount)`,其中 `elementCount` 参数对处理器来说只是协助性质。
+
+每个处理器函数都返回一个 `bool`。正常它们应返回 `true`。若处理器遇到错误,它可以返回 `false` 去通知事件发送方停止继续处理。
+
+例如,当我们用 `Reader` 解析一个 JSON 时,处理器检测到该 JSON 并不符合所需的 schema,那么处理器可以返回 `false`,令 `Reader` 停止之后的解析工作。而 `Reader` 会进入一个错误状态,并以 `kParseErrorTermination` 错误码标识。
+
+## GenericReader {#GenericReader}
+
+前面提及,`Reader` 是 `GenericReader` 模板类的 typedef:
+
+~~~~~~~~~~cpp
+namespace rapidjson {
+
+template <typename SourceEncoding, typename TargetEncoding, typename Allocator = MemoryPoolAllocator<> >
+class GenericReader {
+ // ...
+};
+
+typedef GenericReader<UTF8<>, UTF8<> > Reader;
+
+} // namespace rapidjson
+~~~~~~~~~~
+
+`Reader` 使用 UTF-8 作为来源及目标编码。来源编码是指 JSON 流的编码。目标编码是指 `String()` 的 `str` 参数所用的编码。例如,要解析一个 UTF-8 流并输出至 UTF-16 string 事件,你需要这么定义一个 reader:
+
+~~~~~~~~~~cpp
+GenericReader<UTF8<>, UTF16<> > reader;
+~~~~~~~~~~
+
+注意到 `UTF16` 的缺省类型是 `wchar_t`。因此这个 `reader` 需要调用处理器的 `String(const wchar_t*, SizeType, bool)`。
+
+第三个模板参数 `Allocator` 是内部数据结构(实际上是一个堆栈)的分配器类型。
+
+## 解析 {#SaxParsing}
+
+`Reader` 的唯一功能就是解析 JSON。
+
+~~~~~~~~~~cpp
+template <unsigned parseFlags, typename InputStream, typename Handler>
+bool Parse(InputStream& is, Handler& handler);
+
+// 使用 parseFlags = kDefaultParseFlags
+template <typename InputStream, typename Handler>
+bool Parse(InputStream& is, Handler& handler);
+~~~~~~~~~~
+
+若在解析中出现错误,它会返回 `false`。使用者可调用 `bool HasParseEror()`, `ParseErrorCode GetParseErrorCode()` 及 `size_t GetErrorOffset()` 获取错误状态。实际上 `Document` 使用这些 `Reader` 函数去获取解析错误。请参考 [DOM](doc/dom.zh-cn.md) 去了解有关解析错误的细节。
+
+# Writer {#Writer}
+
+`Reader` 把 JSON 转换(解析)成为事件。`Writer` 做完全相反的事情。它把事件转换成 JSON。
+
+`Writer` 是非常容易使用的。若你的应用程序只需把一些数据转换成 JSON,可能直接使用 `Writer`,会比建立一个 `Document` 然后用 `Writer` 把它转换成 JSON 更加方便。
+
+在 `simplewriter` 例子里,我们做 `simplereader` 完全相反的事情。
+
+~~~~~~~~~~cpp
+#include "rapidjson/writer.h"
+#include "rapidjson/stringbuffer.h"
+#include <iostream>
+
+using namespace rapidjson;
+using namespace std;
+
+void main() {
+ StringBuffer s;
+ Writer<StringBuffer> writer(s);
+
+ writer.StartObject();
+ writer.Key("hello");
+ writer.String("world");
+ writer.Key("t");
+ writer.Bool(true);
+ writer.Key("f");
+ writer.Bool(false);
+ writer.Key("n");
+ writer.Null();
+ writer.Key("i");
+ writer.Uint(123);
+ writer.Key("pi");
+ writer.Double(3.1416);
+ writer.Key("a");
+ writer.StartArray();
+ for (unsigned i = 0; i < 4; i++)
+ writer.Uint(i);
+ writer.EndArray();
+ writer.EndObject();
+
+ cout << s.GetString() << endl;
+}
+~~~~~~~~~~
+
+~~~~~~~~~~
+{"hello":"world","t":true,"f":false,"n":null,"i":123,"pi":3.1416,"a":[0,1,2,3]}
+~~~~~~~~~~
+
+`String()` 及 `Key()` 各有两个重载。一个是如处理器 concept 般,有 3 个参数。它能处理含空字符的字符串。另一个是如上中使用的较简单版本。
+
+注意到,例子代码中的 `EndArray()` 及 `EndObject()` 并没有参数。可以传递一个 `SizeType` 的参数,但它会被 `Writer` 忽略。
+
+你可能会怀疑,为什么不使用 `sprintf()` 或 `std::stringstream` 去建立一个 JSON?
+
+这有几个原因:
+1. `Writer` 必然会输出一个结构良好(well-formed)的 JSON。若然有错误的事件次序(如 `Int()` 紧随 `StartObject()` 出现),它会在调试模式中产生断言失败。
+2. `Writer::String()` 可处理字符串转义(如把码点 `U+000A` 转换成 `\n`)及进行 Unicode 转码。
+3. `Writer` 一致地处理 number 的输出。
+4. `Writer` 实现了事件处理器 concept。可用于处理来自 `Reader`、`Document` 或其他事件发生器。
+5. `Writer` 可对不同平台进行优化。
+
+无论如何,使用 `Writer` API 去生成 JSON 甚至乎比这些临时方法更简单。
+
+## 模板 {#WriterTemplate}
+
+`Writer` 与 `Reader` 有少许设计区别。`Writer` 是一个模板类,而不是一个 typedef。 并没有 `GenericWriter`。以下是 `Writer` 的声明。
+
+~~~~~~~~~~cpp
+namespace rapidjson {
+
+template<typename OutputStream, typename SourceEncoding = UTF8<>, typename TargetEncoding = UTF8<>, typename Allocator = CrtAllocator<> >
+class Writer {
+public:
+ Writer(OutputStream& os, Allocator* allocator = 0, size_t levelDepth = kDefaultLevelDepth)
+// ...
+};
+
+} // namespace rapidjson
+~~~~~~~~~~
+
+`OutputStream` 模板参数是输出流的类型。它的类型不可以被自动推断,必须由使用者提供。
+
+`SourceEncoding` 模板参数指定了 `String(const Ch*, ...)` 的编码。
+
+`TargetEncoding` 模板参数指定输出流的编码。
+
+`Allocator` 是分配器的类型,用于分配内部数据结构(一个堆栈)。
+
+`writeFlags` 是以下位标志的组合:
+
+写入位标志 | 意义
+------------------------------|-----------------------------------
+`kWriteNoFlags` | 没有任何标志。
+`kWriteDefaultFlags` | 缺省的解析选项。它等于 `RAPIDJSON_WRITE_DEFAULT_FLAGS` 宏,此宏定义为 `kWriteNoFlags`。
+`kWriteValidateEncodingFlag` | 校验 JSON 字符串的编码。
+`kWriteNanAndInfFlag` | 容许写入 `Infinity`, `-Infinity` 及 `NaN`。
+
+此外,`Writer` 的构造函数有一 `levelDepth` 参数。存储每层阶信息的初始内存分配量受此参数影响。
+
+## PrettyWriter {#PrettyWriter}
+
+`Writer` 所输出的是没有空格字符的最紧凑 JSON,适合网络传输或储存,但不适合人类阅读。
+
+因此,RapidJSON 提供了一个 `PrettyWriter`,它在输出中加入缩进及换行。
+
+`PrettyWriter` 的用法与 `Writer` 几乎一样,不同之处是 `PrettyWriter` 提供了一个 `SetIndent(Ch indentChar, unsigned indentCharCount)` 函数。缺省的缩进是 4 个空格。
+
+## 完整性及重置 {#CompletenessReset}
+
+一个 `Writer` 只可输出单个 JSON,其根节点可以是任何 JSON 类型。当处理完单个根节点事件(如 `String()`),或匹配的最后 `EndObject()` 或 `EndArray()` 事件,输出的 JSON 是结构完整(well-formed)及完整的。使用者可调用 `Writer::IsComplete()` 去检测完整性。
+
+当 JSON 完整时,`Writer` 不能再接受新的事件。不然其输出便会是不合法的(例如有超过一个根节点)。为了重新利用 `Writer` 对象,使用者可调用 `Writer::Reset(OutputStream& os)` 去重置其所有内部状态及设置新的输出流。
+
+# 技巧 {#SaxTechniques}
+
+## 解析 JSON 至自定义结构 {#CustomDataStructure}
+
+`Document` 的解析功能完全依靠 `Reader`。实际上 `Document` 是一个处理器,在解析 JSON 时接收事件去建立一个 DOM。
+
+使用者可以直接使用 `Reader` 去建立其他数据结构。这消除了建立 DOM 的步骤,从而减少了内存开销并改善性能。
+
+在以下的 `messagereader` 例子中,`ParseMessages()` 解析一个 JSON,该 JSON 应该是一个含键值对的 object。
+
+~~~~~~~~~~cpp
+#include "rapidjson/reader.h"
+#include "rapidjson/error/en.h"
+#include <iostream>
+#include <string>
+#include <map>
+
+using namespace std;
+using namespace rapidjson;
+
+typedef map<string, string> MessageMap;
+
+struct MessageHandler
+ : public BaseReaderHandler<UTF8<>, MessageHandler> {
+ MessageHandler() : state_(kExpectObjectStart) {
+ }
+
+ bool StartObject() {
+ switch (state_) {
+ case kExpectObjectStart:
+ state_ = kExpectNameOrObjectEnd;
+ return true;
+ default:
+ return false;
+ }
+ }
+
+ bool String(const char* str, SizeType length, bool) {
+ switch (state_) {
+ case kExpectNameOrObjectEnd:
+ name_ = string(str, length);
+ state_ = kExpectValue;
+ return true;
+ case kExpectValue:
+ messages_.insert(MessageMap::value_type(name_, string(str, length)));
+ state_ = kExpectNameOrObjectEnd;
+ return true;
+ default:
+ return false;
+ }
+ }
+
+ bool EndObject(SizeType) { return state_ == kExpectNameOrObjectEnd; }
+
+ bool Default() { return false; } // All other events are invalid.
+
+ MessageMap messages_;
+ enum State {
+ kExpectObjectStart,
+ kExpectNameOrObjectEnd,
+ kExpectValue,
+ }state_;
+ std::string name_;
+};
+
+void ParseMessages(const char* json, MessageMap& messages) {
+ Reader reader;
+ MessageHandler handler;
+ StringStream ss(json);
+ if (reader.Parse(ss, handler))
+ messages.swap(handler.messages_); // Only change it if success.
+ else {
+ ParseErrorCode e = reader.GetParseErrorCode();
+ size_t o = reader.GetErrorOffset();
+ cout << "Error: " << GetParseError_En(e) << endl;;
+ cout << " at offset " << o << " near '" << string(json).substr(o, 10) << "...'" << endl;
+ }
+}
+
+int main() {
+ MessageMap messages;
+
+ const char* json1 = "{ \"greeting\" : \"Hello!\", \"farewell\" : \"bye-bye!\" }";
+ cout << json1 << endl;
+ ParseMessages(json1, messages);
+
+ for (MessageMap::const_iterator itr = messages.begin(); itr != messages.end(); ++itr)
+ cout << itr->first << ": " << itr->second << endl;
+
+ cout << endl << "Parse a JSON with invalid schema." << endl;
+ const char* json2 = "{ \"greeting\" : \"Hello!\", \"farewell\" : \"bye-bye!\", \"foo\" : {} }";
+ cout << json2 << endl;
+ ParseMessages(json2, messages);
+
+ return 0;
+}
+~~~~~~~~~~
+
+~~~~~~~~~~
+{ "greeting" : "Hello!", "farewell" : "bye-bye!" }
+farewell: bye-bye!
+greeting: Hello!
+
+Parse a JSON with invalid schema.
+{ "greeting" : "Hello!", "farewell" : "bye-bye!", "foo" : {} }
+Error: Terminate parsing due to Handler error.
+ at offset 59 near '} }...'
+~~~~~~~~~~
+
+第一个 JSON(`json1`)被成功地解析至 `MessageMap`。由于 `MessageMap` 是一个 `std::map`,打印次序按键值排序。此次序与 JSON 中的次序不同。
+
+在第二个 JSON(`json2`)中,`foo` 的值是一个空 object。由于它是一个 object,`MessageHandler::StartObject()` 会被调用。然而,在 `state_ = kExpectValue` 的情况下,该函数会返回 `false`,并导致解析过程终止。错误代码是 `kParseErrorTermination`。
+
+## 过滤 JSON {#Filtering}
+
+如前面提及过,`Writer` 可处理 `Reader` 发出的事件。`example/condense/condense.cpp` 例子简单地设置 `Writer` 作为一个 `Reader` 的处理器,因此它能移除 JSON 中的所有空白字符。`example/pretty/pretty.cpp` 例子使用同样的关系,只是以 `PrettyWriter` 取代 `Writer`。因此 `pretty` 能够重新格式化 JSON,加入缩进及换行。
+
+实际上,我们可以使用 SAX 风格 API 去加入(多个)中间层去过滤 JSON 的内容。例如 `capitalize` 例子可以把所有 JSON string 改为大写。
+
+~~~~~~~~~~cpp
+#include "rapidjson/reader.h"
+#include "rapidjson/writer.h"
+#include "rapidjson/filereadstream.h"
+#include "rapidjson/filewritestream.h"
+#include "rapidjson/error/en.h"
+#include <vector>
+#include <cctype>
+
+using namespace rapidjson;
+
+template<typename OutputHandler>
+struct CapitalizeFilter {
+ CapitalizeFilter(OutputHandler& out) : out_(out), buffer_() {
+ }
+
+ bool Null() { return out_.Null(); }
+ bool Bool(bool b) { return out_.Bool(b); }
+ bool Int(int i) { return out_.Int(i); }
+ bool Uint(unsigned u) { return out_.Uint(u); }
+ bool Int64(int64_t i) { return out_.Int64(i); }
+ bool Uint64(uint64_t u) { return out_.Uint64(u); }
+ bool Double(double d) { return out_.Double(d); }
+ bool RawNumber(const char* str, SizeType length, bool copy) { return out_.RawNumber(str, length, copy); }
+ bool String(const char* str, SizeType length, bool) {
+ buffer_.clear();
+ for (SizeType i = 0; i < length; i++)
+ buffer_.push_back(std::toupper(str[i]));
+ return out_.String(&buffer_.front(), length, true); // true = output handler need to copy the string
+ }
+ bool StartObject() { return out_.StartObject(); }
+ bool Key(const char* str, SizeType length, bool copy) { return String(str, length, copy); }
+ bool EndObject(SizeType memberCount) { return out_.EndObject(memberCount); }
+ bool StartArray() { return out_.StartArray(); }
+ bool EndArray(SizeType elementCount) { return out_.EndArray(elementCount); }
+
+ OutputHandler& out_;
+ std::vector<char> buffer_;
+};
+
+int main(int, char*[]) {
+ // Prepare JSON reader and input stream.
+ Reader reader;
+ char readBuffer[65536];
+ FileReadStream is(stdin, readBuffer, sizeof(readBuffer));
+
+ // Prepare JSON writer and output stream.
+ char writeBuffer[65536];
+ FileWriteStream os(stdout, writeBuffer, sizeof(writeBuffer));
+ Writer<FileWriteStream> writer(os);
+
+ // JSON reader parse from the input stream and let writer generate the output.
+ CapitalizeFilter<Writer<FileWriteStream> > filter(writer);
+ if (!reader.Parse(is, filter)) {
+ fprintf(stderr, "\nError(%u): %s\n", (unsigned)reader.GetErrorOffset(), GetParseError_En(reader.GetParseErrorCode()));
+ return 1;
+ }
+
+ return 0;
+}
+~~~~~~~~~~
+
+注意到,不可简单地把 JSON 当作字符串去改为大写。例如:
+~~~~~~~~~~
+["Hello\nWorld"]
+~~~~~~~~~~
+
+简单地把整个 JSON 转为大写的话会产生错误的转义符:
+~~~~~~~~~~
+["HELLO\NWORLD"]
+~~~~~~~~~~
+
+而 `capitalize` 就会产生正确的结果:
+~~~~~~~~~~
+["HELLO\nWORLD"]
+~~~~~~~~~~
+
+我们还可以开发更复杂的过滤器。然而,由于 SAX 风格 API 在某一时间点只能提供单一事件的信息,使用者需要自行记录一些上下文信息(例如从根节点起的路径、储存其他相关值)。对于处理某些情况,用 DOM 会比 SAX 更容易实现。
+