如何递归搜索 JSON 文件以查找与给定模式匹配的所有节点，并将 JSON 'path' 返回到该节点及其值？

如何解决如何递归搜索 JSON 文件以查找与给定模式匹配的所有节点，并将 JSON 'path' 返回到该节点及其值？

假设我在文本文件中有 this JSON：

{"widget": {
    "debug": "on","window": {
        "title": "Sample Konfabulator Widget","name": "main_window","width": 500,"height": 500
    },"image": { 
        "src": "Images/Sun.png","name": "sun1","hOffset": 250,"vOffset": 250,"alignment": "center"
    },"text": {
        "data": "Click Here","size": 36,"style": "bold","name": "text1","vOffset": 100,"alignment": "center","onmouseup": "sun1.opacity = (sun1.opacity / 100) * 90;"
    }
}}

使用 Perl，我使用 JSON::XS 将文件读入名为 $json_obj 的 JSON 对象。

如何为所有名为 $json_obj 的节点搜索 name 并返回/打印以下内容作为结果/输出：

widget->window->name: main_window
widget->image->name: sun1
widget->text->name: text1

注意事项：

• 与搜索词匹配的节点名称可以出现在树的任何级别
• 搜索词可以是纯文本或正则表达式
• 我希望能够提供我自己的分支分隔符来覆盖默认值，例如 ->
  • 示例 /（为简单起见，我将把它放在 perl $variable 中）
• 我希望能够在搜索中指定多个节点级别，以便指定要匹配的 path，例如：指定 id/colour 将返回包含名为 { 的节点的所有路径{1}} 也是具有名为 id
的子节点的父节点
• 在结果值周围显示双引号是可选的
• 我希望能够搜索多种模式，例如colour 表示“查找所有名为 /(name|alignment)/ 或 name
的节点”

上面最后一个注释中显示搜索结果的示例：

alignment

由于 JSON 主要只是文本，我还不确定使用 JSON::XS 的好处，因此非常欢迎任何有关为什么这更好或更坏的建议。

不言而喻，它需要递归才能搜索widget->window->name: main_window widget->image->name: sun1 widget->image->alignment: center widget->text->name: text1 widget->text->alignment: center 任意深度。

这是我目前所拥有的，但我只是其中的一部分：

n

上述脚本的预期结果是：

#!/usr/bin/perl

use 5.14.0;
use warnings;
use strict;
use IO::File;
use JSON::XS;

my $jsonfile = '/home/usr/filename.json';
my $jsonpath = 'image/src'; # example search path
my $pathsep = '/'; # for displaying results

my $fh = IO::File->new("$jsonfile","r");
my $jsontext = join('',$fh->getlines());
$fh->close();

my $jsonobj = JSON::XS->new->utf8->pretty;

if (defined $jsonpath) {
    my $perltext = $jsonobj->decode($jsontext); # is this correct?
    recurse_tree($perltext);
} else {
    # print file to STDOUT
    say $jsontext;
}

sub recurse_tree {
    my $hash = shift @_;
    foreach my $key (sort keys %{$hash}) {
        if ($key eq $jsonpath) {
            say "$key = %{$hash}{$key} \n"; # example output
        }
        if (ref $hash->{$key} eq 'HASH' ||
            ref $hash->{$key} eq 'ARRAY') {
            recurse_tree($hash->{$key});
        }
    }
}

exit;

解决方法

一旦 JSON 被解码，就会有一个复杂的（嵌套的）Perl 数据结构供您搜索，而您展示的代码确实就是为此而设计的。

然而，有一些图书馆可以提供帮助；要么完全完成工作，要么提供完整、有效且经过测试的代码，您可以根据具体需求进行微调。

模块 Data::Leaf::Walker 似乎很合适。一个简单的例子

use warnings;
use strict;
use feature 'say';

use Data::Dump qw(dd);
use JSON;
use List::Util qw(any);

use Data::Leaf::Walker;

my $file = shift // 'data.json';                       # provided data sample

my $json_data = do { local (@ARGV,$/) = $file; <> };  # read into a string
chomp $json_data;

my $ds = decode_json $json_data;
dd $ds; say '';                   # show decoded data
    
my $walker = Data::Leaf::Walker->new($ds);

my $sep = '->';
while ( my ($key_path,$value) = $walker->each ) { 
    my @keys_in_path = @$key_path;
    if (any { $_ eq 'name' } @keys_in_path) {          # selection criteria
        say join($sep,@keys_in_path)," => $value" 
    }   
}

这个“walker”遍历数据结构，保存每个叶子的键列表。这就是使该模块特别适合您的任务的原因，与许多其他模块相比，它的目的也很简单。查看文档。

以上打印，对于问题中提供的示例数据

widget->window->name => main_window
widget->text->name => text1
widget->image->name => sun1

在上面的代码中选择关键路径的标准的实现是相当简单的，因为它检查路径中的任何位置的 'name' 一次，然后打印整个路径。虽然问题没有指定如何处理路径中较早的匹配项或多个匹配项，但可以对此进行调整，因为我们始终拥有完整路径。

您的愿望清单的其余部分也很容易实现。仔细阅读 List::Util 和 List::MoreUtils 以获取有关数组分析的帮助。

另一个模块是Data::Traverse，它是满足可能的特定需求的一个很好的起点。它特别简单，位于 70-odd lines of code，因此非常容易定制。

,

根据您的任务，您可以考虑使用 jq。此输出很简单，但您可以随心所欲地变得复杂：

$ jq -r '.. | .image? | .src | strings'  test.json
Images/Sun.png
$ jq -r '.. | .name? | strings'  test.json
main_window
sun1
text1

遍历数据结构并没有那么糟糕，尽管前几次你这样做有点奇怪。 CPAN 上有各种模块可以为您完成（如zdim shows），但您可能应该知道如何自行完成。我们在 Intermediate Perl 中有一些重要的例子。

一种方法是从要处理的事情队列开始。这是迭代，而不是递归，根据您向队列添加元素的方式，您可以执行深度优先或广度优先搜索。

对于每个项目，我将跟踪到达那里的密钥路径和子哈希。这就是您的递归方法的问题：您不允许使用一种方法来跟踪路径。

一开始，队列只有一项，因为我们在顶部。我还将定义一个目标键，因为您的问题是：

my @queue = ( { key_path => [],node => $hash } );
my $target = 'name';

接下来，我处理队列中的每个项目（while）。我希望 node 的每个值都是一个散列，因此我将获得该散列的所有键（foreach）。这表示哈希的下一级。

在 foreach 内部，我使用与我正在处理的路径一起存在的路径创建了一个新的关键路径。我还通过使用该键获得了下一个值。

之后，我可以进行特定于任务的处理。如果我找到了目标键，我会做任何我需要做的事情。在这种情况下，我输出了一些东西，但我可以添加到不同的数据结构等等。我使用 next 停止处理该键（尽管我可以继续）。如果我没有找到目标键，如果值是另一个哈希引用，我会在队列中创建另一个条目。

然后，我回去处理队列。

use v5.24; # use postfix dereferencing

while( my $h = shift @queue ) {
    foreach my $next_key ( keys $h->{node}->%* ) {
        my $key_path = [ $h->{key_path}->@*,$next_key ];
        my $value    = $h->{node}{$next_key};

        if( $next_key eq $target ) {
            say join( "->",$key_path->@* )," = $value";
            next;
            }
        elsif( ref $value eq ref {} ) {
            push @queue,{ key_path => $key_path,node => $value };
            }
        }
    }

我最终得到如下输出：

widget->text->name = text1
widget->image->name = sun1
widget->window->name = main_window

从那里，您可以自定义它以获得您需要的其他功能。如果您想找到一个复杂的密钥，只需多做一点工作，将密钥路径与您想要的路径进行比较即可。