c++中如何序列化和反序列化一个对象_c++对象序列化与反序列化实现

序列化是将对象状态转换为可存储或传输的格式,反序列化是将其还原;C++需手动实现,常用二进制流或JSON格式,分别适用于性能敏感和可读性要求高的场景。

c++中如何序列化和反序列化一个对象_c++对象序列化与反序列化实现

在C++中,序列化和反序列化对象没有像Java或Python那样的内置机制,需要手动实现。常见的做法是将对象的状态(成员变量)转换为字节流(序列化),以便存储到文件或通过网络传输;反序列化则是从字节流还原出对象。

什么是序列化与反序列化

序列化:将对象的数据状态写入到连续的内存或文件中,变成可存储或可传输的格式。
反序列化:从存储的数据中重建对象。

由于C++不支持反射,必须显式定义如何读写每个成员变量。

使用二进制流进行序列化

通过重载operator和operator>>,可以实现类的序列化与反序列化。

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示例:一个简单的Person类

#include #include #include 

class Person {public:std::string name;int age;

// 构造函数Person() : name(""), age(0) {}Person(const std::string& n, int a) : name(n), age(a) {}// 序列化:写入二进制流void serialize(std::ofstream& out) const {    size_t name_len = name.size();    out.write(reinterpret_cast(&name_len), sizeof(name_len));    out.write(name.c_str(), name_len);    out.write(reinterpret_cast(&age), sizeof(age));}// 反序列化:从二进制流读取void deserialize(std::ifstream& in) {    size_t name_len;    in.read(reinterpret_cast(&name_len), sizeof(name_len));    char* buffer = new char[name_len + 1];    in.read(buffer, name_len);    buffer[name_len] = '';    name = std::string(buffer);    delete[] buffer;    in.read(reinterpret_cast(&age), sizeof(age));}

};

使用方式:

int main() {    Person p1("Alice", 30);
// 序列化到文件std::ofstream out("person.dat", std::ios::binary);if (out) {    p1.serialize(out);    out.close();}// 反序列化Person p2;std::ifstream in("person.dat", std::ios::binary);if (in) {    p2.deserialize(in);    in.close();}std::cout << "Name: " << p2.name << ", Age: " << p2.age << std::endl;return 0;

}

使用文本格式(如JSON)进行序列化

更灵活的方式是使用JSON等结构化文本格式。推荐使用开源库如 nlohmann/json(单头文件库)。

先安装或包含nlohmann/json.hpp

#include #include #include "nlohmann/json.hpp"

using json = nlohmann::json;

class Person {public:std::string name;int age;

// 转换为JSONjson to_json() const {    return json{{"name", name}, {"age", age}};}// 从JSON恢复static Person from_json(const json& j) {    Person p;    p.name = j.at("name");    p.age = j.at("age");    return p;}

};

使用示例:

int main() {    Person p{"Bob", 25};
// 序列化为JSONjson j = p.to_json();std::ofstream out("person.json");out <> j2;Person p2 = Person::from_json(j2);in.close();std::cout << "Name: " << p2.name << ", Age: " << p2.age << std::endl;return 0;

}

注意事项

直接使用reinterpret_cast和write/read对复杂类型(如string、vector)不安全,因为它们包含指针。必须分别处理长度和内容。

跨平台时注意字节序(endianness)问题,特别是不同架构设备间通信。

含有虚函数或多继承的对象,不能直接按位序列化。

静态成员和临时资源(如文件句柄)通常不应被序列化。

基本上就这些。选择二进制还是文本格式取决于性能、可读性和兼容性需求。简单场景用自定义二进制,复杂或需调试时推荐JSON。

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