Java使用栈验证JSON字符串有效性的代码问题排查

问题概述 #

我用Stack实现了一个JSON有效性验证的Java代码，但测试用例assertTrue(JsonValidator.isValidJSON("\"{\""), "The brackets and quotes are balanced, making this a valid JSON string")始终返回false，我认为该用例是有效的JSON字符串，需要排查问题。

原代码 #

public class JsonValidator {

public static boolean isValidJSON(String jsonString) {
    Stack<Character> stack = new Stack<>();
    for (char c : jsonString.toCharArray()) {
        switch (c) {
        case '{':
            stack.push(c);
            break;
        case '}':
            if (stack.isEmpty()) {
                return false;
            }
            Character last1 = stack.pop();
            if (last1 != '{') {
                return false;
            }
            break;
        case '[':
            stack.push(c);
            break;
        case ']':
            if (stack.isEmpty()) {
                return false;
            }
            Character last2 = stack.pop();
            if (last2 != '[') {
                return false;
            }
            break;

        case '"':
            if (stack.isEmpty()) {
                return false;
            }
            Character last3 = stack.peek();
            if (last3 == '"') {
                stack.pop();
            } else {
                stack.push(c);
            }

            stack.push(c);
        }

    }
    return stack.isEmpty();
}
}

问题分析 #

1. 引号分支重复入栈 #

在case '"'的逻辑末尾，多写了一行stack.push(c);，这会导致无论前面是弹出匹配的引号还是压入新引号，最终都会再压入一次引号。比如处理第一个引号时，先压入一次，末尾再压入一次，栈里会有两个引号；处理第二个引号时，弹出一个，末尾又压入一个，栈里始终剩一个引号，最终栈无法为空，返回false。

2. 错误拒绝引号开头的JSON #

代码中处理引号时，首先判断if (stack.isEmpty()) { return false; }，但根据JSON规范，单独的字符串值（比如"abc"）是有效的JSON，此时栈初始为空，处理第一个引号时直接返回false，逻辑错误。

3. 测试用例的有效性 #

你传入的测试用例"\"{\""实际对应字符串是"{（双引号包裹左大括号），这是一个合法的JSON字符串值，本身是有效的，但原代码的逻辑错误导致返回false。

修复后的代码 #

import java.util.Stack;

public class JsonValidator {

    public static boolean isValidJSON(String jsonString) {
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for (char c : jsonString.toCharArray()) {
            switch (c) {
                case '{':
                case '[':
                    stack.push(c);
                    break;
                case '}':
                    if (stack.isEmpty() || stack.pop() != '{') {
                        return false;
                    }
                    break;
                case ']':
                    if (stack.isEmpty() || stack.pop() != '[') {
                        return false;
                    }
                    break;
                case '"':
                    // 匹配引号：栈顶是引号则弹出，否则压入
                    if (!stack.isEmpty() && stack.peek() == '"') {
                        stack.pop();
                    } else {
                        stack.push(c);
                    }
                    break;
                // 其他JSON允许的字符（冒号、逗号、数字、字母等）暂不处理，不影响括号和引号的匹配逻辑
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }
}

修复说明 #

• 移除引号分支末尾多余的stack.push(c);，避免重复入栈
• 删除引号分支中stack.isEmpty()就返回false的判断，允许JSON以引号开头（即单独的字符串值）
• 合并{和[的入栈逻辑，简化代码
• 简化}和]的判断逻辑，合并空栈检查和匹配检查

内容的提问来源于stack exchange，提问作者joshua