Java中使用栈验证JSON字符串结构：深入理解与实践

import java.util.Stack;

public class JsonValidator {

    /**
     * 验证JSON字符串的结构平衡性（括号、方括号和引号）。
     * 注意：此方法仅检查结构平衡，不进行完整的JSON语法或语义验证。
     *
     * @param jsonString 待验证的JSON字符串
     * @return 如果结构平衡且无未闭合的字符串，则返回true；否则返回false。
     */
    public static boolean isValidJSON(String jsonString) {
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        boolean inString = false; // 标记是否处于字符串字面量内部
        boolean escapeNext = false; // 标记下一个字符是否被转义

        for (int i = 0; i < jsonString.length(); i++) {
            char c = jsonString.charAt(i);

            if (inString) {
                // 如果当前在字符串内部
                if (escapeNext) {
                    // 如果前一个字符是反斜杠，则当前字符被转义，跳过处理
                    escapeNext = false;
                } else if (c == '\') {
                    // 遇到反斜杠，标记下一个字符将被转义
                    escapeNext = true;
                } else if (c == '"') {
                    // 遇到双引号，且未被转义，表示字符串结束
                    inString = false;
                }
                // 字符串内部的其他字符（包括 { } [ ]）都作为普通数据处理，不影响栈
            } else {
                // 如果当前不在字符串内部
                switch (c) {
                    case '{':
                    case '[':
                        stack.push(c); // 遇到开符号，压入栈
                        break;
                    case '}':
                        // 遇到闭大括号，检查栈是否为空且栈顶是否为对应的开大括号
                        if (stack.isEmpty() || stack.pop() != '{') {
                            return false;
                        }
                        break;
                    case ']':
                        // 遇到闭方括号，检查栈是否为空且栈顶是否为对应的开方括号
                        if (stack.isEmpty() || stack.pop() != '[') {
                            return false;
                        }
                        break;
                    case '"':
                        // 遇到双引号，进入字符串模式
                        inString = true;
                        break;
                    // 对于逗号、冒号、数字、布尔值、null等，
                    // 它们是JSON语法的一部分，但对于仅检查括号平衡的栈方法来说，
                    // 在字符串外部可以忽略它们，因为它们不影响括号平衡。
                    // 若要进行更严格的JSON语法验证，需要更复杂的解析逻辑。
                }
            }
        }

        // 遍历结束后，检查：
        // 1. 是否仍在字符串内部（意味着有未闭合的引号）
        // 2. 栈是否为空（意味着所有开闭符号都已匹配）
        return !inString && stack.isEmpty();
    }

    // 示例测试
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Valid JSON examples:");
        System.out.println(""{}" is valid: " + isValidJSON("{}")); // true
        System.out.println(""[]" is valid: " + isValidJSON("[]")); // true
        System.out.println("{"key": "value"} is valid: " + isValidJSON("{"key": "value"}")); // true
        System.out.println("{"key": "value{\"inner\"}"} is valid: " + isValidJSON("{"key": "value{\"inner\"}"}")); // true
        System.out.println("[1, {"a": 2}, "b"] is valid: " + isValidJSON("[1, {"a": 2}, "b"]")); // true

        System.out.println("
Invalid JSON examples:");
        System.out.println(""{" is invalid: " + isValidJSON("{")); // false (未闭合的括号)
        System.out.println(""}" is invalid: " + isValidJSON("}")); // false (无对应开括号)
        System.out.println(""[" is invalid: " + isValidJSON("[")); // false (未闭合的方括号)
        System.out.println(""{\"" is invalid: " + isValidJSON("{"")); // false (未闭合的字符串)
        System.out.println(""{"key": "value"}} " is invalid: " + isValidJSON("{"key": "value"}}")); // false (多余的闭大括号)
        System.out.println(""[{" is invalid: " + isValidJSON("[{")); // false (未闭合的括号)
        System.out.println(""["hello]" is invalid: " + isValidJSON("["hello]"")); // false (引号内方括号不平衡)
    }
}