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Rust语言数据结构持久化(从零开始掌握Rust序列化与反序列化技巧)

在开发应用程序时,我们经常需要将内存中的数据结构保存到磁盘上,以便下次程序启动时可以重新加载。这个过程就叫做数据结构持久化。在 Rust 中,实现这一功能主要依赖于序列化(Serialization)和反序列化(Deserialization)技术。

本教程将手把手教你如何使用 Rust 实现数据结构的持久化,即使你是 Rust 新手,也能轻松上手!我们将围绕 Rust数据结构持久化Rust序列化Rust反序列化Rust文件存储 这四个核心概念展开。

什么是序列化和反序列化?

序列化 是将内存中的数据结构转换为可以存储或传输的格式(如 JSON、二进制等)的过程。
反序列化 则是将存储的格式还原为原始数据结构的过程。

Rust语言数据结构持久化(从零开始掌握Rust序列化与反序列化技巧) Rust数据结构持久化 Rust序列化 Rust反序列化 Rust文件存储 第1张

准备工作:添加依赖

Rust 标准库本身不包含序列化功能,但社区提供了强大的 crate(包)来实现。最常用的是 serde(用于序列化框架)配合 serde_json(用于 JSON 格式)或 bincode(用于高效二进制格式)。

首先,在你的 Cargo.toml 文件中添加以下依赖:

[dependencies]serde = { version = "1.0", features = ["derive"] }serde_json = "1.0"  

步骤一:定义可序列化的数据结构

为了让结构体支持序列化/反序列化,我们需要使用 #[derive(Serialize, Deserialize)] 属性宏。这由 serde 提供。

use serde::{Serialize, Deserialize};#[derive(Serialize, Deserialize, Debug)]struct User {    id: u32,    name: String,    email: String,}  

步骤二:将数据写入文件(序列化)

下面的代码演示如何将一个 User 实例序列化为 JSON 并保存到 user.json 文件中:

use std::fs::File;use std::io::Write;use serde_json;fn main() {    let user = User {        id: 1,        name: "Alice".to_string(),        email: "alice@example.com".to_string(),    };    // 序列化为 JSON 字符串    let json_data = serde_json::to_string_pretty(&user).unwrap();    // 写入文件    let mut file = File::create("user.json").unwrap();    file.write_all(json_data.as_bytes()).unwrap();    println!("用户数据已保存到 user.json");}  

步骤三:从文件读取数据(反序列化)

现在我们从 user.json 中读取数据并还原为 User 结构体:

use std::fs::File;use std::io::Read;use serde_json;fn main() {    let mut file = File::open("user.json").unwrap();    let mut contents = String::new();    file.read_to_string(&mut contents).unwrap();    // 反序列化 JSON 字符串为 User 结构体    let user: User = serde_json::from_str(&contents).unwrap();    println!("读取到的用户: {:?}", user);}  

进阶:使用二进制格式(更高效)

如果你不需要人类可读的格式,可以使用 bincode 来获得更小的文件体积和更快的速度。

首先在 Cargo.toml 中添加:

bincode = "1.3"  

然后修改读写逻辑:

// 写入二进制let encoded: Vec = bincode::serialize(&user).unwrap();std::fs::write("user.bin", encoded).unwrap();// 读取二进制let data = std::fs::read("user.bin").unwrap();let user: User = bincode::deserialize(&data).unwrap();  

总结

通过本教程,你已经掌握了在 Rust 中实现 Rust数据结构持久化 的基本方法。无论是使用 JSON 还是二进制格式,serde 生态都为你提供了强大而灵活的工具。

记住四个关键点:

  • Rust序列化:将结构体转为可存储格式
  • Rust反序列化:从存储格式还原结构体
  • Rust文件存储:结合标准库进行文件 I/O
  • 选择合适格式(JSON 适合调试,bincode 适合性能)

现在,你可以自信地在自己的 Rust 项目中实现数据持久化功能了!