c++如何序列化和反序列化一个对象 _c++对象序列化方法详解-C++-PHP中文网

c++如何序列化和反序列化一个对象 _c++对象序列化方法详解

冰火之心

发布： 2025-10-17 20:27:02

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C++序列化需手动或借助库实现，常见方法有：1. 手动编写serialize/deserialize函数，控制精细但维护成本高；2. 使用Boost.Serialization库，支持多种格式与复杂类型，适合大型项目；3. 采用nlohmann/json库进行JSON序列化，可读性好，适用于配置与网络通信；4. 使用Google Protocol Buffers，通过.proto文件定义结构，生成高效二进制序列化代码，性能优、跨语言，适合高性能服务通信。选择依据需求：调试用JSON，性能关键选Protobuf或Boost，轻量场景可手写，注意状态完整性、字节序与版本兼容。

c++如何序列化和反序列化一个对象 _c++对象序列化方法详解

在C++中，序列化是指将对象的状态转换为可以存储或传输的格式（如字节流、JSON、XML等），反序列化则是将其还原为原来的对象。由于C++标准库没有内置的序列化机制，实现序列化通常需要手动编写代码或借助第三方库。以下是几种常见的C++对象序列化方法。

1. 手动序列化与反序列化

最直接的方法是自己定义序列化逻辑，通过重载和>>操作符或提供serialize和deserialize成员函数。

例如，有一个简单的Person类：

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

    // 序列化到输出流
    void serialize(std::ostream& out) const {
        size_t name_len = name.size();
        out.write(reinterpret_cast<const char*>(&name_len), sizeof(name_len));
        out.write(name.c_str(), name_len);
        out.write(reinterpret_cast<const char*>(&age), sizeof(age));
    }

    // 从输入流反序列化
    void deserialize(std::istream& in) {
        size_t name_len;
        in.read(reinterpret_cast<char*>(&name_len), sizeof(name_len));
        name.resize(name_len);
        in.read(&name[0], name_len);
        in.read(reinterpret_cast<char*>(&age), sizeof(age));
    }
};

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使用时可配合std::ofstream和std::ifstream进行文件读写：

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Person p{"Alice", 25};

// 序列化
std::ofstream ofs("person.dat", std::ios::binary);
p.serialize(ofs);
ofs.close();

// 反序列化
Person p2;
std::ifstream ifs("person.dat", std::ios::binary);
p2.deserialize(ifs);
ifs.close();

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这种方式控制精细，但每个类都要手动实现，维护成本高。

2. 使用Boost.Serialization库

Boost.Serialization 是一个功能强大且广泛使用的C++序列化库，支持二进制、文本、XML等多种格式。

首先包含头文件并声明序列化接口：

#include <boost/serialization/string.hpp>
#include <boost/serialization/access.hpp>

class Person {
private:
    friend class boost::serialization::access;
    template<class Archive>
    void serialize(Archive& ar, const unsigned int version) {
        ar & name;
        ar & age;
    }

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

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然后使用不同的存档类型进行序列化：

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#include <boost/archive/text_oarchive.hpp>
#include <boost/archive/text_iarchive.hpp>

// 序列化
{
    std::ofstream ofs("person.txt");
    boost::archive::text_oarchive oa(ofs);
    Person p("Bob", 30);
    oa << p;
}

// 反序列化
{
    std::ifstream ifs("person.txt");
    boost::archive::text_iarchive ia(ifs);
    Person p;
    ia >> p;
}

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Boost支持版本控制、指针、STL容器等复杂场景，适合大型项目。

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是不错的选择。以 nlohmann/json 为例：

#include <nlohmann/json.hpp>

NLOHMANN_DEFINE_TYPE_NON_INTRUSIVE(Person, name, age)

// 序列化
nlohmann::json j = person;
std::string json_str = j.dump();

// 反序列化
Person p = j.get<Person>();

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只需一行宏即可为简单结构体启用JSON序列化，适合配置、网络通信等场景。

4. Google Protocol Buffers（Protobuf）

Protobuf 是一种高效的二进制序列化格式，需先定义.proto文件：

message Person {
    string name = 1;
    int32 age = 2;
}

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用protoc编译生成C++类，然后调用SerializeToString和ParseFromString即可完成序列化。

优点是性能高、体积小、跨语言，适合高性能服务间通信。

基本上就这些常见方式。选择哪种方法取决于你的需求：调试用JSON，性能关键用Protobuf或Boost，轻量场景可手写。关键是确保对象状态完整保存与恢复，注意字节序、版本兼容等问题。

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