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c++中如何序列化和反序列化对象_对象保存与加载的实现方式详解

冰火之心

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发布时间:2025-11-01 13:43:25

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来源于php中文网

原创

C++中序列化常用文本或二进制方式,标准库无内置支持;2. 文本格式如CSV、JSON便于调试但效率低;3. 示例中Person类通过save/load方法实现成员序列化与反序列化。

c++中如何序列化和反序列化对象_对象保存与加载的实现方式详解

在C++中实现对象的序列化与反序列化,即把对象的状态保存到文件或内存中(序列化),并在需要时恢复(反序列化),由于C++标准库未提供内置机制,通常需手动实现。以下是几种常见且实用的方式。

使用文本格式进行序列化

最简单的方式是将对象数据以可读文本形式写入文件,例如CSV、JSON或自定义格式。

说明:适合调试和配置场景,便于人工查看,但体积大、解析慢。

示例:一个简单的Person类

假设有如下类:

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

    // 保存为文本
    void save(std::ostream& out) const {
        out << name << "\n" << age << "\n";
    }

    // 从文本加载
    void load(std::istream& in) {
        std::getline(in, name);
        in >> age;
        in.ignore(); // 忽略换行符
    }
};

使用时可以配合std::ofstreamstd::ifstream完成文件读写。

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使用二进制方式进行序列化

将对象内存直接写入文件,效率高、体积小,但不跨平台,且对复杂类型支持有限。

适用情况:仅含POD(Plain Old Data)类型的类,如int、char数组等。

对于非POD类型(如string、vector),不能直接用write整个对象。

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正确做法:逐字段处理
void saveBinary(std::ostream& out) const {
    size_t nameLen = name.size();
    out.write(reinterpret_cast(&nameLen), sizeof(nameLen));
    out.write(name.c_str(), nameLen);
    out.write(reinterpret_cast(&age), sizeof(age));
}

void loadBinary(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));
}

这样能避免指针或动态内存带来的问题。

使用第三方库(推荐)

手动实现容易出错,维护困难。使用成熟库更高效可靠。

常用库包括:
  • Boost.Serialization:功能强大,支持STL容器、继承、指针等。
  • nlohmann/json:用于JSON序列化,适合Web交互。
  • Google Protocol Buffers:高性能,跨语言,需预定义schema。
Boost示例:
#include 
#include 
#include 

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

保存和加载只需:

// 保存
{
    std::ofstream ofs("data.txt");
    boost::archive::text_oarchive oa(ofs);
    Person p{"Tom", 25};
    oa & p;
}

// 加载
{
    std::ifstream ifs("data.txt");
    boost::archive::text_iarchive ia(ifs);
    Person p;
    ia & p;
}

Boost自动处理版本、类型安全和嵌套结构。

注意事项与建议

序列化过程中有几个关键点需要注意:

  • 确保类的所有成员都被正确处理,尤其是指针和动态资源。
  • 若使用二进制,注意字节序和对齐问题,影响跨平台兼容性。
  • 涉及继承时,基类也需声明为可序列化。
  • 添加版本号机制,便于未来扩展字段。
  • 对敏感数据应加密后再保存。

基本上就这些。选择方式取决于性能要求、可读性需求和项目复杂度。小型项目可用文本或手动二进制,大型系统建议用Boost或Protobuf。

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