C++如何在文件I/O中实现二进制对象序列化

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发布时间：2025-09-12 11:44:01

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原创

核心是直接内存写入，通过write/read函数序列化POD类型；非POD需手动处理字段，如先存字符串长度再存内容，确保跨平台兼容性与资源安全。

c++如何在文件i/o中实现二进制对象序列化

在C++中实现二进制对象序列化，核心是将对象的内存布局直接写入文件，读取时再按相同格式还原。这种方式高效且紧凑，适合保存自定义类型或复杂数据结构。

基本原理：直接内存写入

二进制序列化依赖于 write() 和 read() 函数，它们以字节流形式操作数据。

对于POD（Plain Old Data）类型，可以直接写入内存块：

#include 
#include 

struct Point {
    int x;
    int y;
};

void savePoint(const Point& p, const std::string& filename) {
    std::ofstream file(filename, std::ios::binary);
    file.write(reinterpret_cast(&p), sizeof(p));
    file.close();
}

void loadPoint(Point& p, const std::string& filename) {
    std::ifstream file(filename, std::ios::binary);
    file.read(reinterpret_cast(&p), sizeof(p));
    file.close();
}

处理非POD类型和复杂对象

类中包含指针、STL容器（如 string、vector）时，不能直接写入，因为它们指向堆内存。

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解决方案是手动序列化每个字段：

struct Person {
    std::string name;
    int age;

    void save(std::ofstream& file) const {
        // 先写字符串长度
        size_t len = name.size();
        file.write(reinterpret_cast(&len), sizeof(len));
        // 再写字符串内容
        file.write(name.c_str(), len);
        // 写基本类型
        file.write(reinterpret_cast(&age), sizeof(age));
    }

    void load(std::ifstream& file) {
        size_t len;
        file.read(reinterpret_cast(&len), sizeof(len));
        name.resize(len);
        file.read(&name[0], len);
        file.read(reinterpret_cast(&age), sizeof(age));
    }
};

使用RAII管理文件流

建议将文件操作封装在函数中，利用局部对象自动析构来关闭文件，避免资源泄漏。

示例用法：

void savePerson(const Person& p, const std::string& filename) {
    std::ofstream file(filename, std::ios::binary);
    if (file) {
        p.save(file);
    }
}

void loadPerson(Person& p, const std::string& filename) {
    std::ifstream file(filename, std::ios::binary);
    if (file) {
        p.load(file);
    }
}

基本上就这些。只要注意内存布局、大小端问题（跨平台时）和非POD类型的处理，二进制序列化就能可靠工作。不复杂但容易忽略细节。

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