C语言序列化详解（小白也能学会的C语言数据存储与结构体序列化方法）

什么是序列化？

序列化（Serialization）就是把程序运行时的内存对象转换成一种可以持久化（比如写入文件）或通过网络传输的格式。反序列化（Deserialization）则是相反的过程——从存储介质中读取数据并重建原始对象。

为什么需要C语言序列化？

• 保存程序状态到磁盘（如游戏存档）
• 跨平台或跨进程传递数据
• 实现配置文件的读写
• 进行网络通信时打包/解包数据

基础方法：使用 fwrite 和 fread

最简单的C语言结构体序列化方式是直接使用标准库函数 fwrite() 和 fread() 将结构体以二进制形式写入文件。但要注意：这种方法仅适用于没有指针成员的“纯”结构体，并且不同平台的字节序和对齐方式可能影响兼容性。

示例：保存和读取一个学生信息结构体

#include <stdio.h>#include <string.h>// 定义一个学生结构体typedef struct {    int id;    char name[32];    float score;} Student;// 序列化：将结构体写入二进制文件void serialize_student(const Student* s, const char* filename) {    FILE* fp = fopen(filename, "wb");    if (fp == NULL) {        perror("无法打开文件进行写入");        return;    }    fwrite(s, sizeof(Student), 1, fp);    fclose(fp);    printf("学生信息已序列化保存到 %s\n", filename);}// 反序列化：从二进制文件读取结构体int deserialize_student(Student* s, const char* filename) {    FILE* fp = fopen(filename, "rb");    if (fp == NULL) {        perror("无法打开文件进行读取");        return -1;    }    size_t result = fread(s, sizeof(Student), 1, fp);    fclose(fp);    if (result != 1) {        printf("读取失败或文件不完整\n");        return -1;    }    return 0;}int main() {    // 创建一个学生实例    Student stu = {1001, "张三", 92.5f};    // 序列化    serialize_student(&stu, "student.dat");    // 清空原结构体    memset(&stu, 0, sizeof(stu));    // 反序列化    if (deserialize_student(&stu, "student.dat") == 0) {        printf("反序列化成功！ID: %d, 姓名: %s, 成绩: %.2f\n",               stu.id, stu.name, stu.score);    }    return 0;}

注意事项与局限性

虽然上述方法简单直接，但在实际应用中需注意以下几点：

• 结构体内不能包含指针：因为指针存储的是地址，序列化后地址在另一台机器或下次运行时无效。
• 字节对齐问题：不同编译器或平台可能对结构体成员进行不同方式的对齐，导致 sizeof 不一致。可使用 #pragma pack 控制对齐。
• 字节序（Endianness）：大端/小端会影响多字节数据（如 int、float）的存储顺序，跨平台时需统一处理。
• 版本兼容性：如果结构体定义发生变化（如增加字段），旧文件可能无法正确读取。

更健壮的序列化方案

对于复杂项目，建议采用文本格式（如 JSON、XML）或自定义协议。虽然 C 语言标准库不直接支持这些格式，但可以借助第三方库（如 cJSON）或手动拼接字符串实现。

不过，对于嵌入式系统或性能敏感场景，C语言二进制文件操作仍是首选，因其高效且无需额外解析开销。

总结

本文介绍了 C 语言中最基础也最常用的序列化方法——通过 fwrite/fread 直接操作二进制文件。这种方法适合初学者理解和实践 C语言序列化 的核心思想。掌握它，你就迈出了数据持久化的第一步！

记住：在真实项目中，务必考虑可移植性、安全性与扩展性。随着经验积累，你可以探索更高级的序列化技术，如 Protocol Buffers 或自定义 TLV（Type-Length-Value）协议。