【Linux网络编程】序列化与反序列化

一，序列化和反序列化的说明

二，Jsoncpp库的介绍

三，Jsoncpp库的使用

3-1，Json::Value类

3-2，Json::StreamWriter类

3-3，Json::CharReader类

一，序列化和反序列化的说明

序列化与反序列化主要用于对象的存储与传输。

序列化和反序列化主要涉及到将数据（通常是内存中的对象）转换为一种格式，以便可以存储或传输，然后再将这种格式转换回原始的数据形式，以便读取原本信息。

序列化就是把内存中的对象（比如一个包含多个属性和方法的对象）转换成一个字节流（或字符串等），能够方便存储和传输的格式，这个字节流包含了对象的所有信息。这样做的目的是方便存储（比如保存到文件或数据库中）或传输（比如通过网络发送给另一台计算机）。

反序列化就是把之前序列化得到的字节流（或者字符串等格式）重新转换回原来的对象。在这个过程中，从存储区或传输流中读取对象的状态信息，并重新构建对象，从而恢复对象的状态和行为。这样，对象就可以在另一台计算机上被恢复和使用。在网络传输或持久化存储场景中，反序列化是获取对象的必要步骤。

模拟实现序列化与反序列化一般是将对象（比如一个类）中的所有要发送的信息存储到一个字符串里进行发送，即序列化；接收方接收到这里字符串后会将其还原成原本的对象形式读取，即反序列化。

二，Jsoncpp库的介绍

Jsoncpp是一个用于处理JSON数据的C++库。

这里先来说明下JSON。JSON是一种数据格式，它采用完全独立于语言的文本格式来存储和表示数据。JSON数据的基本结构有两种：对象和数组。

对象：对象在JSON中表示为无序的键值对集合，使用花括号{}括起来。每个键值对之间使用逗号‘,’分隔，键和值之间使用冒号:分隔。键必须是字符串，值可以是字符串（用常规双引号 "" 括起来表示）、数字（数字包括整形和浮点型，直接使用）、对象、数组（用中括号 [] 括起来表示）、布尔值或null。

示例：

C代码表示：

char* name = "John";

int age = 30;

char* city = "New York";

Json表示：

{ "name": "John", "age": 30, "city": "New York" }

数组：数组在JSON中表示为有序的值列表（键只能是字符串），使用方括号[]括起来。每个值之间使用逗号‘,’分隔。数组的值可以是任何JSON支持的数据类型，包括对象，如下：

示例：

        {

                 "姓名" : "xx",

                 "年龄" : 18,

                 "成绩" : [88.5, 99, 58],

"爱好" ：{

      "书籍" : "西游记",

                      "运动" : "打篮球",

"游戏" : [ { "苹果" : "a", "安卓" : "b" }, { "Linux" : "c", "Windows" : "d" } ]

                 }

        }

Jsoncpp库主要提供两个核心功能：1，将C++中的数据结构（如对象、数组等）序列化为JSON格式的字符串。2，将JSON格式的字符串反序列化。

Jsoncpp库默认是没有的，若要使用需要安装此库，Ubuntu/Centos系统的安装指令如下：

Ubuntu系统：sudo apt install libjsoncpp-dev

Centos系统：sudo yum install jsoncpp-devel

安装完后我们可在 /usr/include/ 路径下看到 jsoncpp目录，里面包含 json目录，json目录中包含各种头文件，我们使用的头文件是<json.h>，其它的基本用不到，即运用Jsoncpp库时，只需要加入<jsoncpp/json/json.h>头文件即可。

三，Jsoncpp库的使用

Jsoncpp 库主要借助Json::Value、Json::StreamWriter、Json::CharReader三个类以及其对应的少量成员函数完成序列化及反序列化。

3-1，Json::Value类

Json::Value类是用于存储和管理Json数据的类，该类是一种中间数据存储类，即若要将数据对象进行序列化，就需要先存储到Json::Value对象中；若要将Json数据反序列化，就需要将解析后的数据对象存储到Json::Value对象中。下面来说明该类常用的成员函数功能，结构如下：

class Json::Value {

// Value重载了[]和=，因此所有的赋值和获取数据都可以通过，即完成 val["name"] = "xx" 的功能

Value &operator=(const Value &other);

Value& operator[](const std::string& key);

Value& operator[](const char* key);

Value removeMember(const char* key); //移除值为key的元素

// ArrayIndex是Jsoncpp库中自定义整形的数据类型，它用来表示数组的下标

const Value& operator[](ArrayIndex index) const; // 完成对数组中元素的访问，即val["score"][0]，访问score对应0下标的元素

Value& append(const Value& value); // 向数组中添加元素，即val["score"].append(88);

ArrayIndex size() const; // 获取数组元素个数 val["score"].size();

std::string asString() const; // 将‘值’数据转成string型，即string name = val["name"].asString();

const char* asCString() const; // 将‘值’数据转成char*型，即char *name = val["name"].asCString();

Int asInt() const; // 将‘值’数据转成int型，即int age = val["age"].asInt();

float asFloat() const; // 将‘值’数据转成float型，即float weight = val["weight"].asFloat();

bool asBool() const; // 将‘值’数据转成bool型，即bool ok = val["ok"].asBool();

.....这里还可以转换成其它常用数据类型，这里不再展示

};

3-2，Json::StreamWriter类

Json::StreamWriter类用于将Json字符串格式的数据序列化，该类功能依靠类内部的write函数（Json::StreamWriter::write()）。但该类是一个抽象类，不能实例化出对象，该类是通过被Json::StreamWriterBuilder类继承完成序列化的功能。Json::StreamWriterBuilder类是Json::StreamWriter类的工厂类，它内部存在newStreamWriter用于动态构建出Json::StreamWriter对象的成员函数。具体形式如下：

class JSON_API StreamWriter {

virtual int write(Value const& root, std::ostream* sout) = 0; // 将Json格式的Value对象（Json::Value类对象）root进行序列化，并将其写入到指定输出流对象的地址中，成功时该函数返回0，失败的情况比较复杂，这里不做说明。

}

class JSON_API StreamWriterBuilder : public StreamWriter::Factory {

virtual StreamWriter* newStreamWriter() const; // 动态开辟出StreamWriter对象

}

3-3，Json::CharReader类

Json::CharReader类用于将Json数据格式反序列化。该类的功能是靠成员函数Json::CharReader::parse()实现的。与Json::StreamWriter类一样，该类也是一个抽象类，通过被Json::CharReaderBuilder类继承完成其实例化，具体说明如下：

class JSON_API CharReader {

virtual bool parse(char const* beginDoc, char const* endDoc, Value* root, std::string* errs) = 0;

/* beginDoc是指向JSON字符串开始的指针；

endDoc是指向JSON字符串结束的指针；

root是一个指向Json::Value对象的指针，用于存储解析后的JSON数据；

errs是一个指向std::string对象的指针，用于存储错误信息。

该函数是将一个存储序列化的字符串进行反序列化，将其存储到一个指向Value对象的指针中

成功时该函数返回true；失败时返回false */

}

class JSON_API CharReaderBuilder : public CharReader::Factory {

virtual CharReader* newCharReader() const; // 动态开辟出CharReade对象

}