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Linux网络：序列化与反序列化

news 2025/7/19 10:44:24

引入：面向字节流

TCP是面向字节流的，如果按照字节流来读取信息，可能会出问题
比如客户传入“1+100”，服务器读入“1+1”，后面的00被当作下一条信息，这就出问题了

我们可以将多个信息合并为一个字符串
在发送信息时，将信息按照规则转化为一个字符串再传过去。服务器端收到后，再解析字符串获得完整信息

这就是序列化与反序列化

在这里插入图片描述

JSON简介

JSON 是一种轻量级的数据交换格式，具有良好的可读性和结构性。它支持的数据类型包括字符串、数值、布尔值、数组、对象和 null。

C++ 中常用的 JSON 库包括：

nlohmann/json
RapidJSON
JsonCpp

本文会涉及nlohmann/json和JsonCpp

Json类型

Json支持三种基本结构：标量、数组和对象

标量类型

标量是最基本的数据类型，JSON 中支持以下几种标量类型：

类型	示例	说明
字符串	`"hello"`	必须用双引号括起来的文本
数字	`123`, `3.14`	可为整数或小数（不支持 NaN 等）
布尔值	`true`, `false`	小写，表示逻辑值
空值	`null`	表示空或无值

数组

数组是一组有序的数据集合，用 [] 表示，元素之间用逗号分隔。

[18, 180, 170, "lihua", true, null]

可以包含不同类型的数据（数字、字符串、对象等）
数组下标从 0 开始

对象

对象是一组键值对集合，用 {} 表示，键必须是字符串。

{"name": "Alice","age": 25,"isStudent": false
}

每个“键”都是字符串

像最开始举的例子：1+100,就可以表示为

{"left": 1,"operator": "+","right": 100
}

“值”可以是标量、数组或另一个对象 （即支持嵌套）
像下面这样

{"user": {"name": "LiHua","age": 18,"languages": ["C++", "Python", "Go"],"active": true,"profile": null}
}

user 是一个对象
“name” 是字符串，属于标量
“age” 是数字，属于标量
“languages” 是数组，数组中是字符串
“active” 是布尔值
“profile” 是空值 null

给出一个创建 JSON 的例子。

#include <iostream>
#include <nlohmann/json.hpp>
using json = nlohmann::json;int main() {json j;j["name"] = "Tom";j["age"] = 25;j["scores"] = {90, 85, 92};std::cout << j.dump(4) << std::endl;  // 4格缩进return 0;
}

输出结果：

{"age": 25,"name": "Tom","scores": [90,85,92]
}

<nlohmann/json.hpp>

nlohmann/json 是一个头文件式的现代 C++ JSON 库，使用时只需包含一个头文件即可：

#include <nlohmann/json.hpp>
using json = nlohmann::json;

序列化与反序列化

序列化（Writer）

序列化即将对象转成字符串形式，用于存储或传输。使用 .dump() 方法可完成序列化。

json j;
j["title"] = "C++ JSON";
j["version"] = 1.0;
j["tags"] = {"serialization", "json", "cpp"};std::string output = j.dump();        // 无缩进
std::string formatted = j.dump(4);    // 缩进4格格式化std::cout << output << std::endl;

输出：

{"tags":["serialization","json","cpp"],"title":"C++ JSON","version":1.0}

3.2.2 反序列化（Reader）

反序列化是将 JSON 字符串解析为 json 对象。可以使用 json::parse() 方法。

std::string input = R"({"name": "ming","age": 30,"active": true
})";json j = json::parse(input);std::string name = j["name"];
int age = j["age"];
bool active = j["active"];std::cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << ", Active: " << std::boolalpha << active << std::endl;