基于 Go 语言的结构体序列化与反序列化实现-编程知识

基于 Go 语言的结构体序列化与反序列化实现

news/2025/1/4 12:19:56/文章来源:https://www.cnblogs.com/honghu0420/p/18646086

背景

在软件开发中，序列化和反序列化是常见的操作，尤其是在网络通信、数据存储以及分布式系统中。序列化是指将数据结构或对象转化为字节流的过程，而反序列化则是将字节流还原为原始的数据结构或对象。通过这种方式，可以方便地在不同的系统或组件之间传输和存储数据。

在 Go 语言中，虽然标准库提供了如 encoding/json 和 encoding/gob 等序列化机制，但有时我们需要更精细地控制序列化过程，特别是处理二进制数据格式时。本文将介绍如何在 Go 语言中手动实现结构体的序列化与反序列化操作，以便对序列化过程进行更高效、灵活的控制。

目标

本文旨在实现一个简单的结构体序列化与反序列化示例，展示如何将结构体 Person 转换为字节流（序列化），并从字节流中恢复结构体（反序列化）。通过这种方式，开发者可以灵活地控制序列化的格式，以便在不同场景下使用。

实现

1. 结构体定义

我们首先定义一个简单的 Person 结构体，该结构体包含两个字段：Name 和 Age。Name 是一个字符串，Age 是一个无符号的 32 位整数。

type Person struct {Name string `json:"name"`Age  uint32 `json:"age"`
}

2. 序列化函数

序列化的目的是将结构体转化为字节流。在这个示例中，我们采用自定义的二进制格式进行序列化。具体实现如下：

func (p *Person) Marshall() (data []byte, err error) {// 计算名字的长度nameLen := len(p.Name)// 计算需要分配的内存空间n := 4 + nameLen + 4// 分配内存空间data = make([]byte, n)// 填充Name字段的长度binary.BigEndian.PutUint32(data[:4], uint32(nameLen))// 填充Name字段copy(data[4:], []byte(p.Name))// 填充Age字段binary.BigEndian.PutUint32(data[4+nameLen:], uint32(p.Age))return data, nil
}

序列化的过程包括以下几个步骤：

首先，我们计算 Name 字段的长度，并在字节流的开头存储这个长度（使用 4 字节表示）。
然后，将 Name 字符串转换为字节数组，并将其存储在字节流中。
最后，将 Age 字段以 4 字节的二进制格式存储。

3. 反序列化函数

反序列化的目的是将字节流恢复为原始的结构体。具体实现如下：

func (p *Person) Unmarshall(data []byte) (err error) {// 恢复Name字段的长度nameLen := binary.BigEndian.Uint32(data[:4])// 恢复Name字段p.Name = string(data[4 : 4+nameLen])// 恢复Age字段p.Age = binary.BigEndian.Uint32(data[4+nameLen:])return nil
}

反序列化的过程：

首先，从字节流中读取存储的 Name 字段的长度。
然后，根据长度从字节流中提取出 Name 字段。
最后，从字节流中提取出 Age 字段的值，并赋值给 Person 结构体。

4. 示例使用

为了验证序列化和反序列化的功能，代码的 main 函数演示了如何使用 Marshall 和 Unmarshall 方法：

func main() {// 测试p := &Person{Name: "Test", Age: 10}data, _ := p.Marshall()// 打印序列化后的数据fmt.Println(data)// 反序列化p1 := &Person{}p1.Unmarshall(data)// 打印反序列化后的结果fmt.Println(*p1)
}

在这个例子中，我们首先创建了一个 Person 对象，并通过调用 Marshall 方法将其序列化为字节流。接着，我们通过调用 Unmarshall 方法将字节流反序列化为新的 Person 对象，并打印出结果。

5. 运行结果

[0 0 0 4 84 101 115 116 0 0 0 10]
{Test 10}

从运行结果可以看到：

序列化后的字节流：[0 0 0 4 84 101 115 116 0 0 0 10]，其中前 4 个字节表示 Name 的长度（4），接下来的 4 个字节是字符串 Name 的 ASCII 编码（"Test"），最后 4 个字节是 Age 的值（10）。
反序列化后的 Person 对象：{Test 10}，表明反序列化过程成功地恢复了原始数据。