C#对象的本地保存与序列化详解笔记

发布于:2025-08-18 ⋅ 阅读:(18) ⋅ 点赞:(0)

一、对象本地保存的基本问题

对象在程序运行时存储在内存中,程序关闭后会被垃圾回收机制销毁,无法保留状态。若需在程序再次运行时恢复对象状态,需将对象信息持久化到磁盘(如文件)中。

原始保存方式的局限

直接将对象属性按顺序写入文本文件(如People.obj),通过顺序读取还原对象,存在明显缺点:

  • 强依赖顺序:存储与读取顺序必须完全一致,否则数据错乱;

  • 可读性差:无法直观区分文件中各字段对应对象的哪个属性;

  • 扩展性差:对象新增属性时,需修改存储和读取的全部逻辑。

二、序列化与反序列化

为解决原始保存方式的问题,引入 “序列化” 和 “反序列化” 机制:

  • 序列化:将对象状态转换为可存储(如文件)或可传输(如网络)的格式(二进制、XML、JSON 等)的过程。

  • 反序列化:将序列化后的格式(如二进制流、JSON 文本)还原为对象的过程。

三、三种常用序列化方式

1. 二进制序列化

将对象转换为二进制流,效率高、体积小,但可读性差(二进制无法直接看懂)。

核心组件
  • BinaryFormatter:位于System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary命名空间,负责二进制序列化与反序列化。

使用步骤
  1. 标记类为可序列化:在类定义前添加[Serializable]特性(否则序列化失败);

  2. 创建文件流:通过FileStream指定存储路径和模式(如FileMode.Create创建文件);

  3. 实例化序列化器:创建BinaryFormatter对象;

  4. 执行序列化 / 反序列化:调用Serialize()(写入对象)或Deserialize()(读取对象);

  5. 释放资源:关闭文件流。

示例代码
// 1. 定义可序列化的类
[Serializable]  // 必须添加此特性
public class People
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public string Sex { get; set; }
    public string Birth { get; set; }
}
​
// 2. 序列化过程
public void BinarySerialize()
{
    People people = new People()
    {
        Name = "吴亦凡",
        Age = 18,
        Sex = "男",
        Birth = "2005-01-01"
    };
​
    // 创建文件流
    using (FileStream fs = new FileStream("people.bin", FileMode.Create))
    {
        BinaryFormatter bf = new BinaryFormatter();
        bf.Serialize(fs, people);  // 将对象写入流
    }
}
​
// 3. 反序列化过程
public void BinaryDeserialize()
{
    using (FileStream fs = new FileStream("people.bin", FileMode.Open))
    {
        BinaryFormatter bf = new BinaryFormatter();
        // 反序列化并转换为People类型
        People people = bf.Deserialize(fs) as People;
        Console.WriteLine($"姓名:{people.Name},年龄:{people.Age}");
    }
}
特点
  • 优点:效率高(二进制传输快)、体积小;

  • 缺点:不可读(无法直接查看文件内容)、仅限.NET 平台(跨平台兼容性差)。

2. JSON 序列化

JSON(JavaScript Object Notation)是一种轻量级文本格式,易读易写,跨平台兼容性强(支持多语言),是目前最常用的序列化格式之一。

JSON 格式示例:

{ "Name":"吴亦凡", "Age":18, "Sex":"男", "Birth":"2005-01-01" }
方式 1:原生DataContractJsonSerializer

依赖System.Runtime.Serialization.Json命名空间,需手动标记类和属性。

使用步骤
  1. 标记类和属性:类添加[DataContract],需序列化的属性添加[DataMember]

  2. 创建文件流:指定 JSON 文件路径;

  3. 实例化序列化器DataContractJsonSerializer需指定对象类型(如typeof(People));

  4. 序列化 / 反序列化:调用WriteObject()(序列化)或ReadObject()(反序列化)。

示例代码
// 1. 定义数据契约类
using System.Runtime.Serialization;
​
[DataContract]  // 标记为数据契约类
public class People
{
    [DataMember]  // 标记为需序列化的成员
    public string Name { get; set; }
    [DataMember]
    public int Age { get; set; }
    [DataMember]
    public string Sex { get; set; }
    [DataMember]
    public string Birth { get; set; }
}
​
// 2. 序列化
public void JsonSerialize_Native()
{
    People people = new People()
    {
        Name = "吴亦凡",
        Age = 18,
        Sex = "男",
        Birth = "2005-01-01"
    };
​
    using (FileStream fs = new FileStream("people.json", FileMode.Create))
    {
        DataContractJsonSerializer jsonSerializer = new DataContractJsonSerializer(typeof(People));
        jsonSerializer.WriteObject(fs, people);  // 写入JSON
    }
}
​
// 3. 反序列化
public void JsonDeserialize_Native()
{
    using (FileStream fs = new FileStream("people.json", FileMode.Open))
    {
        DataContractJsonSerializer jsonSerializer = new DataContractJsonSerializer(typeof(People));
        People people = jsonSerializer.ReadObject(fs) as People;  // 读取JSON并转换为对象
        Console.WriteLine($"姓名:{people.Name},年龄:{people.Age}");
    }
}
方式 2:第三方Newtonsoft.Json(推荐)

最流行的 JSON 处理库,简化序列化逻辑,无需标记特性,支持复杂对象和集合。

使用步骤
  1. 安装库:项目右键→“管理 NuGet 程序包”→搜索 “Newtonsoft.Json”→安装;

  2. 引入命名空间using Newtonsoft.Json;

  3. 序列化:调用JsonConvert.SerializeObject(对象)生成 JSON 字符串,写入文件;

  4. 反序列化:读取 JSON 字符串,调用JsonConvert.DeserializeObject<类型>(字符串)还原对象。

示例代码
using Newtonsoft.Json;
​
// 1. 定义普通类(无需任何特性)
public class People
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public string Sex { get; set; }
    public string Birth { get; set; }
}
​
// 2. 序列化
public void JsonSerialize_Newtonsoft()
{
    People people = new People()
    {
        Name = "吴亦凡",
        Age = 18,
        Sex = "男",
        Birth = "2005-01-01"
    };
​
    // 转换对象为JSON字符串
    string jsonStr = JsonConvert.SerializeObject(people);
    // 写入文件
    File.WriteAllText("people.json", jsonStr);
}
​
// 3. 反序列化
public void JsonDeserialize_Newtonsoft()
{
    // 读取JSON字符串
    string jsonStr = File.ReadAllText("people.json");
    // 转换为对象
    People people = JsonConvert.DeserializeObject<People>(jsonStr);
    Console.WriteLine($"姓名:{people.Name},年龄:{people.Age}");
}
JSON 序列化特点
  • 优点:文本格式易读、跨平台(支持 Java、Python 等多语言)、第三方库使用简单;

  • 缺点:相比二进制序列化,体积稍大、效率略低(但日常开发可忽略)。

四、三种序列化方式对比

序列化方式 核心工具类 可读性 跨平台性 易用性 适用场景
二进制序列化 BinaryFormatter 差(二进制) 差(仅限.NET) 中(需标记特性) 本地高效存储、.NET 内部通信
JSON 原生序列化 DataContractJsonSerializer 好(文本) 中(需标记特性) 简单跨平台数据交换
JSON 第三方序列化 Newtonsoft.Json 好(文本) 优(无需标记) 多数场景(推荐),如接口通信、配置存储

总结

  • 原始文本保存因依赖顺序,仅适用于极简单场景;

  • 二进制序列化适合.NET 内部高效存储,不追求可读性时使用;

  • JSON 序列化(尤其是Newtonsoft.Json)因易读、跨平台、易用,成为多数开发场景的首选。


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