import json
import re


def insert_missing_commas(json_str):
    """
    使用正则表达式在缺失逗号的位置插入逗号。
    具体来说，寻找一个值的结束引号后紧跟着下一个键的开始引号，并在中间插入逗号。
    """
    # 这个正则匹配一个字符串结尾的引号，可能有空白字符，然后是另一个键的引号
    pattern = r'(":\s*"[^"]*)"\s*(")'
    replacement = r'\1", \2'

    previous_str = None
    while previous_str != json_str:
        previous_str = json_str
        json_str = re.sub(pattern, replacement, json_str)

    return json_str


def fix_json_escape_sequences(json_str):
    """
    修复 JSON 字符串中的非法转义序列。
    将所有不符合 JSON 规范的反斜杠进行转义。
    """
    # JSON 中合法的转义字符
    valid_escapes = ['"', '\\', '/', 'b', 'f', 'n', 'r', 't', 'u']

    # 使用正则表达式找到所有反斜杠
    # 如果反斜杠后面不是合法的转义字符，则进行转义
    pattern = re.compile(r'\\(?!["\\/bfnrtu])')
    fixed_str = pattern.sub(r'\\\\', json_str)
    return fixed_str


def replace_latex_expressions(json_str):
    """
    替换 JSON 字符串中的 LaTeX 风格表达式。
    例如，将 $三 \geq 2 m$ 替换为 三 ≥2米
    """
    # 定义 LaTeX 符号到 Unicode 字符的映射
    latex_mapping = {
        r'\geq': '≥',
        r'\leq': '≤',
        r'\times': '×',
        r'\frac': '/',  # 简单处理分数
        r'\neq': '≠',
        r'\approx': '≈',
        r'\pm': '±',
        r'\alpha': 'α',
        r'\beta': 'β',
        r'\gamma': 'γ',
        r'\delta': 'δ',
        r'\pi': 'π',
        r'\sqrt': '√',
        r'\infty': '∞',
        r'\cup': '∪',
        r'\cap': '∩',
        r'\subseteq': '⊆',
        r'\supseteq': '⊇',
        r'\forall': '∀',
        r'\exists': '∃',
        r'\rightarrow': '→',
        r'\leftarrow': '←',
        # 添加更多需要的映射
    }

    # 处理每一个 LaTeX 表达式
    def replace_match(match):
        expr = match.group(1)
        for latex, char in latex_mapping.items():
            expr = expr.replace(latex, char)
        # 替换单位符号，例如 ' m' 到 '米', ' s' 到 '秒', 等等
        expr = re.sub(r'(\d+)\s*m', r'\1米', expr)
        expr = re.sub(r'(\d+)\s*s', r'\1秒', expr)
        expr = re.sub(r'(\d+)\s*kg', r'\1公斤', expr)
        expr = re.sub(r'(\d+)\s*A', r'\1安', expr)  # 例如电流单位安培
        # 继续添加更多单位
        return expr

    # 替换所有 $...$ 包围的内容
    fixed_str = re.sub(r'\$(.*?)\$', replace_match, json_str)
    return fixed_str


def extract_content_from_json(string):
    """
    输入字符串，尝试解析 JSON 数据：
    1. 尝试直接解析原始 JSON。
    2. 如果直接解析失败，按顺序使用不同修复方法尝试解析。
    """
    if not string.strip():
        return {}

    # 提取第一个匹配的 JSON 对象
    match = re.search(r'\{[\s\S]*\}', string)
    if not match:
        print("未找到有效的 JSON 内容。")
        return {}

    original_json = match.group(0)

    # 尝试直接解析原始 JSON 数据
    try:
        parsed = json.loads(original_json)
        print("直接解析原始 JSON 成功。")
        return parsed
    except json.JSONDecodeError as original_error:
        print(f"直接解析原始 JSON 失败: {original_error}")

    # 方法1：逗号修复
    try:
        fixed_json1 = insert_missing_commas(original_json)
        parsed = json.loads(fixed_json1)
        print("使用方法1：逗号修复成功。")
        return parsed
    except json.JSONDecodeError as error1:
        print(f"方法1（逗号修复）解析失败: {error1}")

    # 方法2：LaTeX 表达式替换
    try:
        fixed_json2 = replace_latex_expressions(original_json)
        parsed = json.loads(fixed_json2)
        print("使用方法2：LaTeX 表达式替换成功。")
        return parsed
    except json.JSONDecodeError as error2:
        print(f"方法2（LaTeX 替换）解析失败: {error2}")

    # 方法3：非法转义序列修复
    try:
        fixed_json3 = fix_json_escape_sequences(original_json)
        parsed = json.loads(fixed_json3)
        print("使用方法3：非法转义序列修复成功。")
        return parsed
    except json.JSONDecodeError as error3:
        print(f"方法3（非法转义修复）解析失败: {error3}")

    # 如果所有方法都失败，返回空字典
    print("所有修复方法均失败，返回空字典。")
    return {}


def replace_latex_expressions_in_dict(obj):
    """
    递归遍历字典或列表，替换其中的 LaTeX 表达式。
    """
    if isinstance(obj, dict):
        return {k: replace_latex_expressions_in_dict(v) for k, v in obj.items()}
    elif isinstance(obj, list):
        return [replace_latex_expressions_in_dict(item) for item in obj]
    elif isinstance(obj, str):
        # 仅处理被 $...$ 包围的内容
        def replace_match(match):
            expr = match.group(1)
            return replace_latex_expressions(expr)

        # 替换所有 $...$ 包围的内容
        return re.sub(r'\$(.*?)\$', replace_match, obj)
    else:
        return obj
test_json_1 = """
    {
        "示例": "速度为 $v = 3 \\times 10^2 m/s$，加速度为 $a \\geq 9.8 m/s^2$。"
    }
    """
res=extract_content_from_json(test_json_1)
print(res)