C++对象Json序列化最佳实践（基于Rapidjson库）：C++内存对象和Json字符串互相转换

C++程序员Carea

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原创最新推荐文章于 2026-07-03 13:42:20 发布 2.2w 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

c++ 使用rapidjson对数据序列化和反序列化（vs2109） c++ 使用rapidjson对数据序列化和反序列化，json序列化和反序列化 阅读详情

介绍：Rapidjson

Rapidjson库是C++对象序列化到Json字符串的非常好的工具，以效率著称，腾讯的人写的。

官方网站：点击打开链接

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这个库的缺点（个人拙见）：

1 暴露的细节相对较多：容器，迭代器，类型，成员函数，序列化，反序列化，都有非常细致的操作。这个给使用者带来记忆负担较重。至少需要同时暴露Value类型和Document类型才能完整的实现Object内部包含Object类型。但这个包装起来很麻烦。

2 使用移动语义和自动内存回收：这个是内存占用小的保障，但是光是移动语义就给使用者造成很多不便。移动语义当然提高了效率，但是和使用者的程序代码风格不能很好的融合。移动语义使得Document的管理的内存数据在Document释放的时候就被析构，Object内包含Object的时候不好像C++基础类型语义那样去赋值操作（赋值就是副本，不担心原对象释放）。为了既能够使用移动语义和Document自动管理内存，又能够使用子对象的数据赋值，本文实现的CJsonObject对象返回和设置子对象均使用std::shared_ptr<CJsonObject>来实现。

3 序列化的思路好，但是没有和反序列化很好的结合：

官网上的序列化实现的思路是仿照STL的思路，使用类似输出操作符重载的方式给类增加序列化的函数（而不是输出操作符重载），从而使得复杂的类型（包括类类型成员的）可以借助成员类型的序列化来实现自己的序列化。

这种方式好处是明显的，程序结构清晰，Rapidjson对现有代码的冲击最小，想序列化哪一个就实现个序列化的成员函数就行了。但是却没有发现反序列化的例子。反序列化就是将json字符串通过Parse来创建一个C++内存对象，从而使用这个内存对象。

其实和序列化的场景一样，大多数人使用json都是想让原有类型支持序列化和反序列化，而不是抛弃原有类型（原有类型存在于大量的已有代码中，这样冲击太大）

还有一种思路是：将Rapidjson视为反序列化的工具，需要反序列化的时候临时创建Document对象来实现。但是数据在Document中，要想让现有C++类拿到这些数据，还是要一个一个的GetInt，GetBool，GetDouble等取出来再赋值给现有C++对象。这个是无法忍受的，只能再实现一套帮助类来做转换。这样增加了一批帮助类其实也是负担，而且程序代码分散而不集中。

本文的思路：

1 借鉴Rapidjson序列化的思路，让需要序列化的类自己实现统一的（通过实现基类CJsonBase来做到）序列化和反序列化成员函数。这样对现有代码的冲击最小，需要新写的代码量最小，最大程度的保护的原有的C++业务类

2 为序列化和反序列化实现一个执行类：CJsonObject，该类型提供序列化和反序列化时的所有操作实现。包括：CreateFromJson，ToJson，Get/SetInt GetSetBool 等。

3 优点：对现有代码的冲击最小（只需要包含添加CJsonObject类即可）；只针对对现有代码的序列化和反序列化场景（比如C++对象存储到Redis；公开接口API形式跟外部通信，等等）

本文示例代码：借鉴了官网的serialize.cpp实现

#include "stdafx.h"
#include "JsonObject.h"
#include "Person.h"

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	std::list<Employee> employees;
	std::list<Employee> employeesCopyFromJson;

	employees.push_back(Employee("Milo YIP", 34, true));
	employees.back().AddDependent(Dependent("Lua YIP", 3, new Education("Happy Kindergarten", 3.5)));
	employees.back().AddDependent(Dependent("Mio YIP", 1));
	
	employees.push_back(Employee("Percy TSE", 30, false));

	cout<<"C++对象->Json字符串："<<endl;
	for (auto itr = employees.begin(); itr != employees.end(); ++itr)
	{
		cout<< itr->ToJson()<<endl;
		Employee employee;
		employee.CreateFromJson(itr->ToJson().c_str());
		employeesCopyFromJson.push_back(employee);
	}
	cout<<endl;
	cout<<"Json字符串->C++对象->Json字符串："<<endl;

	for (auto itr = employeesCopyFromJson.begin(); itr != employeesCopyFromJson.end(); ++itr)
	{
		cout<< itr->ToJson()<<endl;
	}

	 return 0;
}

程序输出：

C++对象->Json字符串：
{
    "name": "Milo YIP",
    "age": 34,
    "dependent": [
        {
            "name": "Lua YIP",
            "age": 3,
            "education": {
                "school": "Happy Kindergarten",
                "GPA": 3.5
            }
        },
        {
            "name": "Mio YIP",
            "age": 1
        }
    ],
    "married": true
}
{
    "name": "Percy TSE",
    "age": 30,
    "dependent": [],
    "married": false
}

Json字符串->C++对象->Json字符串：
{
    "name": "Milo YIP",
    "age": 34,
    "dependent": [
        {
            "name": "Lua YIP",
            "age": 3,
            "education": {
                "school": "Happy Kindergarten",
                "GPA": 3.5
            }
        },
        {
            "name": "Mio YIP",
            "age": 1
        }
    ],
    "married": true
}
{
    "name": "Percy TSE",
    "age": 30,
    "dependent": [],
    "married": false
}
请按任意键继续. . .

附件：本文修改官网序列化示例代码的Person.h文件

#include <list>
#include <memory>
#include <vector>
#include "JsonObject.h"

class Person : public CJsonObjectBase
{
public:
	Person(void){}
	Person(const std::string& name, unsigned age) : name_(name), age_(age) {}
	Person(const Person& rhs) : name_(rhs.name_), age_(rhs.age_) {}
	virtual ~Person();
	//序列化
	virtual std::string ToJson(void) const
	{
		CJsonObject json;
		json.SetStringValue("name", name_);
		json.SetULongValue("age", age_);

		return json.ToJson();
	}
	//反序列化
	virtual void CreateFromJson(const char* _json)
	{
		CJsonObject jsonObj;
		jsonObj.CreateFromJson(_json);
		name_ = jsonObj.GetStringValue("name");
		age_ = jsonObj.GetULongValue("age");
	}


	Person& operator=(const Person& rhs) {
		name_ = rhs.name_;
		age_ = rhs.age_;
		return *this;
	}

public:
	std::string name_;
	unsigned age_;
};

Person::~Person() {
}

class Education  : public CJsonObjectBase{
public:
	Education(void) {}
	Education(const std::string& school, double GPA) : school_(school), GPA_(GPA) {}
	Education(const Education& rhs) : school_(rhs.school_), GPA_(rhs.GPA_) {}
	//序列化
	virtual std::string ToJson(void) const
	{
		CJsonObject json;
		json.SetStringValue("school", school_);
		json.SetDoubleValue("GPA", GPA_);
		return json.ToJson();
	}
	//反序列化
	virtual void CreateFromJson(const char* _json)
	{
		CJsonObject jsonObj;
		jsonObj.CreateFromJson(_json);
		school_ = jsonObj.GetStringValue("school");
		GPA_ = jsonObj.GetDoubleValue("GPA");
	}

public:
	std::string school_;
	double GPA_;
};

class Dependent : public Person {
public:
	Dependent(void):education_(0){};
	Dependent(const std::string& name, unsigned age, Education* education = 0) : Person(name, age), education_(education) {}
	Dependent(const Dependent& rhs) : Person(rhs), education_(0) { education_ = (rhs.education_ == 0) ? 0 : new Education(*rhs.education_); }
	virtual ~Dependent();

	Dependent& operator=(const Dependent& rhs) {
		if (this == &rhs)
			return *this;
		delete education_;
		education_ = (rhs.education_ == 0) ? 0 : new Education(*rhs.education_);
		return *this;
	}

	//序列化
	virtual std::string ToJson(void) const
	{
		CJsonObject json;
		json.CreateFromJson(Person::ToJson().c_str());
		
		std::shared_ptr<CJsonObject> spEducationObj = std::make_shared<CJsonObject>();
		if (education_ != nullptr)
		{
			spEducationObj->CreateFromJson(education_->ToJson().c_str());
			json.SetObjectValue("education", spEducationObj);
		}
		else
		{
			//空指针的话，Json中根本就没这个成员
		}

		return json.ToJson();
	}
	//反序列化
	virtual void CreateFromJson(const char* _json)
	{
		Person::CreateFromJson(_json);

		CJsonObject jsonObj;
		jsonObj.CreateFromJson(_json);

		if (education_ != nullptr)
		{
			delete education_;
			education_ = nullptr;
		}
		try
		{
			auto spEdution = jsonObj.GetObjectValue("education");
			education_ = new Education;
			education_->CreateFromJson(spEdution->ToJson().c_str());
		}
		catch (CJsonException e)
		{
			delete education_;
			education_ = nullptr;
		}
	}

public:
	Education *education_;
};

Dependent::~Dependent() {
	delete education_; 
}

class Employee : public Person {
public:
	Employee(void){};
	Employee(const std::string& name, unsigned age, bool married) : Person(name, age), dependents_(), married_(married) {}
	Employee(const Employee& rhs) : Person(rhs), dependents_(rhs.dependents_), married_(rhs.married_) {}
	virtual ~Employee();

	//序列化
	virtual std::string ToJson(void) const;
	//反序列化
	virtual void CreateFromJson(const char* _json);

	Employee& operator=(const Employee& rhs) {
		static_cast<Person&>(*this) = rhs;
		dependents_ = rhs.dependents_;
		married_ = rhs.married_;
		return *this;
	}

	void AddDependent(const Dependent& dependent) {
		dependents_.push_back(dependent);
	}

public:
	std::vector<Dependent> dependents_;
	bool married_;
};

Employee::~Employee() {
}

std::string Employee::ToJson(void) const
{
	std::list<std::shared_ptr<CJsonObject>> listJsonObj;
	for (auto itr = dependents_.begin(); itr != dependents_.end(); ++itr)
	{
		std::shared_ptr<CJsonObject> pJsonDependent = std::make_shared<CJsonObject>();
		pJsonDependent->CreateFromJson(itr->ToJson());
		listJsonObj.push_back(pJsonDependent);
		//listJsonObj.push_back(CJsonObject);//这种写法：复制到容器的副本会导致原来的对象析构
	}

	CJsonObject json;
	json.CreateFromJson(Person::ToJson());
	json.SetObjectListValue("dependent", listJsonObj);
	json.SetBoolValue("married", married_);
	
	std::string str = json.ToJson();
	
	return std::move(str);
}

void Employee::CreateFromJson(const char* _json)
{
	Person::CreateFromJson(_json);

	CJsonObject jsonObj;
	jsonObj.CreateFromJson(_json);

	married_ = jsonObj.GetBoolValue("married");

	auto listDependents = jsonObj.GetObjectListValue("dependent");
	

	for (auto itr = listDependents.begin(); itr != listDependents.end(); ++itr)
	{
		Dependent dependent;
		dependent.CreateFromJson((*itr)->ToJson().c_str());
		this->dependents_.push_back(dependent);
	}
}

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