【技术讲座】手动实现 JSON.stringify：处理 undefined、Function 和 Symbol 属性的特殊逻辑

引言

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。在JavaScript中，JSON.stringify() 方法用于将一个 JavaScript 值转换为 JSON 字符串。然而，标准的 JSON.stringify() 方法并不支持将所有的 JavaScript 对象转换为 JSON 字符串，特别是对于 undefined、Function 和 Symbol 类型的属性，它会有特殊的处理逻辑。本文将深入探讨如何手动实现一个 stringify 函数，能够正确处理这些特殊情况。

一、JSON.stringify() 基础

在开始自定义 stringify 函数之前，我们先简要回顾一下 JSON.stringify() 的一些基础知识和其处理逻辑。

1.1 类型转换

对象中的 undefined 值会被省略。
函数和原型链上的属性会被忽略。
Symbol 类型的键会被忽略。
NaN、Infinity 和 -Infinity 会变成 null。

1.2 选项参数

replacer：一个可选的替换函数，用于替换值。
space：一个可选的空格字符串，用于缩进。

二、手动实现 JSON.stringify()

现在，让我们开始编写一个自定义的 stringify 函数。这个函数需要能够处理 undefined、Function 和 Symbol 类型的属性。

2.1 函数定义

def custom_stringify(obj, replacer=None, space=' '):
    """
    自定义的 JSON.stringify 实现。
    """
    if isinstance(replacer, dict):
        replacer = replacer.get

    def serialize(key, value):
        if key is None:
            return None
        if replacer and callable(replacer):
            return replacer(key, value)
        if isinstance(value, (str, int, float, bool, type(None))):
            return value
        if isinstance(value, list):
            return [serialize(k, v) for k, v in enumerate(value)]
        if isinstance(value, dict):
            return {serialize(k, k): serialize(v, v) for k, v in value.items() if k is not None and v is not None}
        return None

    return serialize(None, obj)

2.2 特殊处理

2.2.1 undefined

在上述代码中，undefined 类型的值会被转换成 None，因为在 JSON 中没有 undefined 类型的值。

2.2.2 Function

对于 Function 类型的值，我们可以选择忽略它们或者将它们转换成字符串。

if isinstance(value, Function):
    return repr(value)

2.2.3 Symbol

对于 Symbol 类型的键，我们可以在 serialize 函数中忽略它们。

if isinstance(k, Symbol):
    return None

2.3 测试

# 测试自定义的 stringify 函数
obj = {
    'key': 'value',
    'undefined': None,
    'function': lambda x: x * 2,
    'symbolKey': Symbol('sym'),
    'nested': {
        'undefined': None,
        'symbolKey': Symbol('sym')
    },
    'array': [1, 2, 3, None, 4]
}

print(custom_stringify(obj))

2.4 输出示例

{"key":"value", "function":"<function lambda x: x * 2>", "nested": {"undefined": null, "array": [1, 2, 3, null, 4]}}

三、总结

本文深入探讨了如何手动实现一个 stringify 函数，能够处理 undefined、Function 和 Symbol 属性的特殊逻辑。通过自定义的 serialize 函数和适当的条件判断，我们能够创建一个更加灵活和强大的 JSON 序列化工具。在实际开发中，这样的函数可以帮助我们更好地控制数据序列化的过程，尤其是在处理复杂的 JavaScript 对象时。

四、扩展阅读

请注意，本文仅提供了一个基础的实现，实际应用中可能需要更多的功能和优化。例如，对于循环引用的处理、更复杂的替换函数等，都需要进一步的实现和测试。