【Linux】序列化和反序列化-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【Linux】序列化和反序列化。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

在网络编程中，直接使用 结构体 进行数据传输会出错，因为本质上socket无法传输结构体，我们只有将结构体装换为字节数组，或者是字符串格式来传输，然后对端主机收到了数据，再将其转化为结构体，这就是序列化和反序列化的过程！

定义

序列化 (Serialization)是将对象的状态信息转换为可以存储或传输的形式的过程。在序列化期间，对象将其当前状态写入到临时或持久性存储区。以后，可以通过从存储区中读取或反序列化对象的状态，重新创建该对象。

序列化主要有两个用途：

把对象的字节序列永久保存到硬盘上，通常存放在一个文件中（序列化对象）
在网络上传送对象的字节序列（网络传输对象）

实际上就是将数据持久化，防止一直存储在内存当中，消耗内存资源。而且序列化后也能更好的便于网络运输何传播。

如下，在网上找到的一张图片，可以很好地描述序列化和反序列化，及其作用（以 java 对象为例）。
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利用 Json 实现序列化反序列化

Json 的认识

json 是一种数据交换格式，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。

例如：小明同学的学生信息:

char name = "小明";
int age = 18;
float score[3] = {88.5, 99, 58};

则json这种数据交换格式是将这多种数据对象组织成为一个字符串：

[
	{
		"姓名" : "小明",
		"年龄" : 18,
		"成绩" : [88.5, 99, 58]
	},
	{
		"姓名" : "小黑",
		"年龄" : 18,
		"成绩" : [88.5, 99, 58]
	}
]

json 数据类型：对象，数组，字符串，数字。

对象：使用花括号 {} 括起来的表示一个对象。
数组：使用中括号 [] 括起来的表示一个数组。
字符串：使用常规双引号 “” 括起来的表示一个字符串
数字：包括整形和浮点型，直接使用。

Jsoncpp 库的下载与认识

sudo yum install epel-release
sudo yum install jsoncpp-devel

依次执行上面两个指令，然后在 /usr/include/jsoncpp/json/ 目录下查看是否有相关文件，如下图，有则下载成功。

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jsoncpp 库用于实现 json 格式的序列化和反序列化，完成将多个数据对象组织成为 json 格式字符串，以及将 json格式字符串解析得到多个数据对象的功能。

这其中主要借助三个类以及其对应的少量成员函数完成：

在这里过多介绍下面接口肯略微抽象，要在下面的使用过程中去理解其用法。

//Json数据对象类
class Json::Value {
	Value &operator=(const Value &other); //Value重载了[]和=，因此所有的赋值和获取数据都可以通过
	Value& operator[](const std::string& key);//简单的方式完成 val["姓名"] = "小明";
	Value& operator[](const char* key);
	Value removeMember(const char* key);//移除元素
	const Value& operator[](ArrayIndex index) const; //val["成绩"][0]
	Value& append(const Value& value);//添加数组元素val["成绩"].append(88);
	ArrayIndex size() const;//获取数组元素个数 val["成绩"].size();
	std::string asString() const;//转string string name = val["name"].asString();
	const char* asCString() const;//转char* char *name = val["name"].asCString();
	Int asInt() const;//转int int age = val["age"].asInt();
	float asFloat() const;//转float
	bool asBool() const;//转 bool
};


//json序列化类，低版本用这个更简单
class JSON_API Writer {
	virtual std::string write(const Value& root) = 0;
}
class JSON_API FastWriter : public Writer {
	virtual std::string write(const Value& root);
}
class JSON_API StyledWriter : public Writer {
	virtual std::string write(const Value& root);
}
//json序列化类，高版本推荐，如果用低版本的接口可能会有警告
class JSON_API StreamWriter {
	virtual int write(Value const& root, std::ostream* sout) = 0;
}
class JSON_API StreamWriterBuilder : public StreamWriter::Factory {
	virtual StreamWriter* newStreamWriter() const;
}



//json反序列化类，低版本用起来更简单
class JSON_API Reader {
	bool parse(const std::string& document, Value& root, bool collectComments = true);
}
//json反序列化类，高版本更推荐
class JSON_API CharReader {
	virtual bool parse(char const* beginDoc, char const* endDoc,
	                   Value* root, std::string* errs) = 0;
}
class JSON_API CharReaderBuilder : public CharReader::Factory {
	virtual CharReader* newCharReader() const;
}

实现序列化

#include<iostream>    
#include<jsoncpp/json/json.h>    
#include<memory>    
#include<sstream>    
    
using namespace std;    
    
int main()    
{    
  const char *name = "小明";    
  int age = 18;    
  float score[] = {88.5, 98, 58};    
  Json::Value val;    
  // 在val对象中写入数据
  val["姓名"] = name;    
  val["年龄"] = age;    
  val["成绩"].append(score[0]);  // 因为 score 是数组，所以存入Json::Value 对象要用 append 
  val["成绩"].append(score[1]);    
  val["成绩"].append(score[2]);    
  
  Json::StreamWriterBuilder swb;    
  std::unique_ptr<Json::StreamWriter> sw(swb.newStreamWriter());    
  std::ostringstream os;    
  sw->write(val, &os);  // 将 val对象序列化，并放到 os 中  
  std::string str = os.str();                                                                                                    
  std::cout << str <<std::endl;  // 打印序列化之后的内容
  return 0;    
}

如上代码，有 val 对象，里面存储了一些数据（姓名、年龄、成绩），然后将其序列化，打印序列化之后的内容，结果如下。

序列化的过程我们无需关心，因为这是 StreamWriter 封装好的，我们只需要调用其 write 接口，传入参数即可。

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此时，这些序列化之后的内容，就可以在网络中传输，也就是说，如果要进行网络通信传输这些数据，就可以调用 write/sendto/send 等等接口，将上面代码中的 str 进行传输！而不是直接传输 val 对象！

实现反序列化

#include<iostream>    
#include<jsoncpp/json/json.h>    
#include<memory>    
#include<sstream>    
    
using namespace std;    
    
int main()    
{    
  std::string str = R"({"姓名":"小明", "年龄":18, "成绩":[76.5, 55, 88]})";    
  Json::Value root;    
  Json::CharReaderBuilder crb;    
  std::unique_ptr<Json::CharReader> cr(crb.newCharReader());    
  std::string err;    
  cr->parse(str.c_str(), str.c_str() + str.size(), &root, &err);   // 反序列化 
  
  std::cout << root["姓名"].asString() << std::endl;    
  std::cout << root["年龄"].asInt() << std::endl;    
  int sz = root["成绩"].size();    
  
  for (int i = 0; i < sz; i++) {                                                                                                 
    std::cout << root["成绩"][i].asFloat() << std::endl;    
  }    
  // 第二种遍历方式
  for (auto it = root["成绩"].begin(); it != root["成绩"].end(); it++){    
    std::cout << it->asFloat() << std::endl;    
  }    
  return 0;    
}