如何实现parseArray(String text, Class<T> clazz)方法？

Question

如何实现 `parseArray(String text, Class clazz)` 方法？该方法常用于将 JSON 格式的字符串解析为指定类型的对象数组。常见问题包括：如何判断输入字符串是否合法、如何处理泛型类型擦除导致的类型信息丢失、如何利用反射创建目标类实例、以及如何选择合适的 JSON 解析库（如 Gson、Jackson）进行解析。此外，还需考虑异常处理机制，例如捕获并处理解析过程中可能出现的格式错误或类型不匹配问题。

Answer 1

一、概述与背景

在现代 Java 开发中，将 JSON 字符串解析为对象数组是一个常见需求。尤其是在处理 RESTful API 响应时，经常需要将返回的 JSON 数组转换为特定类型的对象数组。实现一个通用的方法 parseArray(String text, Class<T> clazz) 可以极大地提升代码复用性和可维护性。

二、基本结构与接口定义

我们希望该方法具备以下功能：

• 接收 JSON 格式的字符串输入
• 返回指定类型的对象数组
• 具备良好的异常处理机制

方法签名如下：

public static <T> T[] parseArray(String text, Class<T> clazz) throws JsonParseException;

三、判断输入字符串是否合法

在解析之前，我们需要验证输入字符串是否符合 JSON 格式。可以通过以下方式：

1. 使用 JSON 解析库（如 Gson 或 Jackson）尝试解析，若抛出异常则说明非法
2. 正则表达式初步校验（不推荐，因 JSON 语法复杂）

四、泛型类型擦除问题与解决方案

Java 泛型在运行时会被擦除，因此直接传递 T.class 无法获取完整的泛型信息。例如：

List<User> users = ... // 实际泛型信息不可见

解决办法包括：

方法	说明	适用场景
使用 TypeToken（Gson）	通过匿名内部类保留泛型信息	适用于 Gson 解析器
使用 JavaType（Jackson）	通过 ObjectMapper 构造带泛型的 JavaType	适用于 Jackson 解析器

五、利用反射创建目标类实例

当解析完成后，可能需要通过反射构造目标类的对象实例。常用方法包括：

• 调用默认构造函数：clazz.getDeclaredConstructor().newInstance()
• 处理私有构造函数或参数化构造函数时，需设置访问权限

示例代码片段：

T instance = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

六、选择合适的 JSON 解析库

目前主流的 JSON 解析库包括：

• Gson：由 Google 提供，简单易用，适合小型项目
• Jackson：性能更高，支持更多特性，适合企业级应用

两者对比：

特性	Gson	Jackson
学习曲线	低	中高
性能	一般	高
泛型支持	通过 TypeToken 支持	原生支持 JavaType

七、异常处理机制设计

解析过程中可能出现的异常包括：

• JSON 格式错误
• 类型不匹配
• 目标类无默认构造函数

建议封装统一的异常类型，如自定义异常类：

public class JsonParseException extends Exception { }

使用 try-catch 捕获底层异常并重新抛出：

try {
        // 使用 Gson 或 Jackson 解析
    } catch (JsonSyntaxException | JsonProcessingException e) {
        throw new JsonParseException("Failed to parse JSON array", e);
    }

八、完整实现示例（基于 Gson）

以下是使用 Gson 库实现 parseArray 的示例代码：

public static <T> T[] parseArray(String text, Class<T> clazz) throws JsonParseException {
        if (text == null || text.trim().isEmpty()) {
            throw new JsonParseException("Input JSON text is null or empty");
        }
        try {
            Gson gson = new Gson();
            return gson.fromJson(text, Array.newInstance(clazz, 0).getClass());
        } catch (JsonSyntaxException e) {
            throw new JsonParseException("Invalid JSON format", e);
        }
    }

九、流程图示意

下面是整个解析过程的流程图：

graph TD
    A[开始] --> B{输入是否为空？}
    B -- 是 --> C[抛出异常]
    B -- 否 --> D[创建 Gson 实例]
    D --> E[调用 fromJson 方法解析]
    E --> F{解析成功？}
    F -- 是 --> G[返回对象数组]
    F -- 否 --> H[捕获异常并封装]
    H --> I[抛出 JsonParseException]