C++如何实现类的序列化与反序列化

C++类的序列化需手动实现或借助第三方库。1. 手动实现通过重载读写函数将成员变量存入流；2. Boost.Serialization支持多种格式和复杂类型，使用归档机制自动处理；3. JSON库如nlohmann/json适用于可读和跨平台场景，通过to_json/from_json转换；4. 注意访问权限、指针处理、字节序及版本兼容性，根据需求选择合适方案。

在C++中，标准库并没有直接提供类的序列化与反序列化机制，不像Java或C#那样内置支持。因此，要实现C++类的序列化（将对象保存为字节流或文本）和反序列化（从字节流或文本恢复对象），需要手动实现或借助第三方库。以下是几种常见且实用的方法。

1. 手动实现序列化与反序列化

最基础的方式是通过重载输入输出操作符或自定义读写函数，将对象的成员变量逐个写入文件或内存缓冲区。

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

public:
    Person() = default;
    Person(const std::string& n, int a) : name(n), age(a) {}

    // 序列化：将对象写入输出流
    void serialize(std::ostream& out) const {
        size_t nameLen = name.size();
        out.write(reinterpret_cast(&nameLen), sizeof(nameLen));
        out.write(name.data(), nameLen);
        out.write(reinterpret_cast(&age), sizeof(age));
    }

    // 反序列化：从输入流恢复对象
    void deserialize(std::istream& in) {
        size_t nameLen;
        in.read(reinterpret_cast(&nameLen), sizeof(nameLen));
        name.resize(nameLen);
        in.read(&name[0], nameLen);
        in.read(reinterpret_cast(&age), sizeof(age));
    }
};

使用示例：

std::ofstream out("data.bin", std::ios::binary);
Person p("Alice", 30);
p.serialize(out);
out.close();

std::ifstream in("data.bin", std::ios::binary);
Person p2;
p2.deserialize(in);
in.close();

2. 使用Boost.Serialization库（推荐）

Boost提供了功能强大且类型安全的序列化库，支持文本、二进制、XML等多种格式，并能自动处理复杂对象关系（如指针、STL容器等）。

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#include <boost/serialization/string.hpp>
#include <boost/serialization/vector.hpp>
#include <boost/archive/text_oarchive.hpp>
#include <boost/archive/text_iarchive.hpp>

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

    // 序列化访问声明
    friend class boost::serialization::access;

    template<class Archive>
    void serialize(Archive& ar, const unsigned int version) {
        ar & name;
        ar & age;
    }

public:
    Person() {}
    Person(const std::string& n, int a) : name(n), age(a) {}
};

使用示例（文本归档）：

std::ofstream ofs("person.txt");
boost::archive::text_oarchive oa(ofs);
Person p("Bob", 25);
oa << p; // 自动调用serialize
ofs.close();

反序列化：

std::ifstream ifs("person.txt");
boost::archive::text_iarchive ia(ifs);
Person p2;
ia >> p2;
ifs.close();

3. 使用JSON库（如nlohmann/json）

对于需要可读性和跨平台交互的场景，JSON是很好的选择。nlohmann的JSON库支持C++类的序列化。

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定义转换函数：

using json = nlohmann::json;

void to_json(json& j, const Person& p) {
    j = json{{"name", p.name}, {"age", p.age}};
}

void from_json(const json& j, Person& p) {
    j.at("name").get_to(p.name);
    j.at("age").get_to(p.age);
}

使用：

Person p = {"Charlie", 35};
json j = p; // 自动调用to_json
std::string s = j.dump(); // 转为字符串

Person p2 = s; // 或：from_json(json::parse(s), p2);

4. 注意事项与建议

序列化时需注意以下几点：

• 确保成员变量的访问权限允许序列化函数读取（可通过友元或公有接口）
• 处理指针时要小心，避免浅拷贝问题
• 二进制序列化注意字节序和对齐问题，跨平台需谨慎
• 包含STL容器（如vector、string）时，Boost或JSON方式更安全
• 版本兼容性：若类结构可能变化，应设计版本控制机制

基本上就这些。手动实现适合简单场景，Boost功能全面但引入依赖，JSON适合配置或网络传输。选择哪种方式取决于项目需求和环境限制。

以上就是C++如何实现类的序列化与反序列化的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！