c++怎么使用Protobuf或FlatBuffers_c++数据序列化框架使用教程-C++-PHP中文网

c++怎么使用Protobuf或FlatBuffers_c++数据序列化框架使用教程

裘德小鎮的故事

发布： 2025-10-15 09:10:02

原创

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Protobuf适合通用通信，FlatBuffers用于高性能场景；前者需序列化反序列化，后者零拷贝读取快；根据需求选型，流程均为定义schema、生成代码、调用API实现序列化。

c++怎么使用protobuf或flatbuffers_c++数据序列化框架使用教程

在C++中使用Protobuf或FlatBuffers这类数据序列化框架，能高效地将结构化数据序列化为二进制格式，便于存储或网络传输。下面分别介绍如何在C++项目中集成和使用这两种主流序列化工具。

一、Protobuf（Protocol Buffers）使用教程

Protobuf 是 Google 开发的成熟序列化库，支持多种语言，性能优秀，适合需要强类型定义和跨平台通信的场景。

1. 安装 Protobuf 编译器和库

在 Ubuntu 上安装：

sudo apt-get install protobuf-compiler libprotobuf-dev

在 macOS 上可通过 Homebrew：

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brew install protobuf

2. 定义 .proto 文件

创建一个 message.proto 文件：

syntax = "proto3";
message Person {
    string name = 1;
    int32 age = 2;
    string email = 3;
}

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3. 生成 C++ 代码

运行 protoc 编译器：

protoc --cpp_out=. message.proto

会生成 message.pb.h 和 message.pb.cc 两个文件。

4. 在 C++ 中使用

编写主程序：

#include "message.pb.h"
#include <iostream>
#include <fstream>

int main() {
    Person person;
    person.set_name("Alice");
    person.set_age(30);
    person.set_email("alice@example.com");

    // 序列化到文件
    std::ofstream output("person.bin", std::ios::binary);
    person.SerializeToOstream(&output);
    output.close();

    // 反序列化
    Person person2;
    std::ifstream input("person.bin", std::ios::binary);
    person2.ParseFromIstream(&input);
    input.close();

    std::cout << "Name: " << person2.name() << ", Age: " << person2.age() << "\n";
    return 0;
}

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5. 编译链接

编译时需链接 protobuf 库：

g++ -o demo demo.cpp message.pb.cc `pkg-config --cflags --libs protobuf`

二、FlatBuffers 使用教程

FlatBuffers 是 Google 推出的零解析（zero-copy）序列化库，读取数据无需反序列化，速度快，内存占用低，适合性能敏感场景如游戏或嵌入式系统。

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1. 安装 FlatBuffers

克隆仓库并编译 flatc 编译器：

git clone https://github.com/google/flatbuffers.git
cd flatbuffers
cmake -G "Unix Makefiles"
make
sudo make install

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2. 定义 .fbs 文件

创建 schema.fbs：

table Person {
  name:string;
  age:int;
  email:string;
}
root_type Person;

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3. 生成 C++ 代码

运行 flatc 工具：

flatc --cpp schema.fbs

生成 schema_generated.h 文件。

4. 在 C++ 中序列化与反序列化

示例代码：

#include "schema_generated.h"
#include <iostream>
#include <vector>
#include <fstream>

int main() {
    flatbuffers::FlatBufferBuilder builder;

    auto name = builder.CreateString("Bob");
    auto email = builder.CreateString("bob@example.com");

    PersonBuilder pb(builder);
    pb.add_name(name);
    pb.add_age(25);
    pb.add_email(email);
    auto person = pb.Finish();
    builder.Finish(person);

    // 获取 buffer 指针和长度
    uint8_t *buf = builder.GetBufferPointer();
    size_t size = builder.GetSize();

    // 写入文件
    std::ofstream output("person.fb", std::ios::binary);
    output.write(reinterpret_cast<char*>(buf), size);
    output.close();

    // 读取并访问（无需解析）
    std::ifstream input("person.fb", std::ios::binary | std::ios::ate);
    size_t fileSize = input.tellg();
    input.seekg(0, std::ios::beg);

    std::vector<uint8_t> buffer(fileSize);
    input.read(reinterpret_cast<char*>(buffer.data()), fileSize);
    input.close();

    auto p = GetPerson(buffer.data());
    std::cout << "Name: " << p->name()->c_str() 
              << ", Age: " << p->age() << "\n";

    return 0;
}

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5. 编译链接

包含 FlatBuffers 头文件路径，并链接标准库即可：