Serialização de objetos em C++: bibliotecas, métodos e exemplos de código

Serialização de objetos em C++: guia completo

Serialização é o processo de converter estruturas de dados complexas (objetos de classes, contêineres) em um formato sequencial (fluxo de bytes, string JSON, XML) adequado para salvar em arquivo ou transmitir pela rede. O processo inverso — desserialização — restaura o objeto a partir desse formato. Em C++, onde não há reflexão embutida, a serialização requer descrição manual ou o uso de bibliotecas especializadas. Neste artigo, abordaremos as principais abordagens e as melhores ferramentas para serialização em C++.

Para que serve a serialização?

• Salvamento de estado — gravação de saves de jogos, configurações de aplicativos.
• Comunicação em rede — transmissão de objetos entre cliente e servidor.
• Cache — armazenamento de resultados de cálculos em arquivo.
• Troca de dados — integração com outras linguagens (JSON, Protobuf).

Bibliotecas populares para serialização em C++

1. Boost.Serialization

Biblioteca clássica do conjunto Boost. Suporta serialização binária, textual e XML. Requer a adição explícita dos métodos serialize ou save/load.

#include <boost/archive/text_oarchive.hpp>#include <boost/archive/text_iarchive.hpp>#include <fstream>

class Person {public:    std::string name;    int age;        template<class Archive>    void serialize(Archive& ar, const unsigned int version) {        ar & name;        ar & age;    }};

// Salvamentovoid save(const Person& p) {    std::ofstream ofs("person.txt");    boost::archive::text_oarchive oa(ofs);    oa << p;}

// CarregamentoPerson load() {    Person p;    std::ifstream ifs("person.txt");    boost::archive::text_iarchive ia(ifs);    ia >> p;    return p;}

2. Cereal

Biblioteca moderna e leve (apenas arquivos de cabeçalho). Suporta JSON, XML e formato binário. Não requer herança de classes base. Ideal para projetos que não precisam de todo o Boost.

#include <cereal/archives/json.hpp>#include <cereal/types/string.hpp>#include <cereal/types/vector.hpp>#include <fstream>

struct Student {    std::string name;    std::vector<int> grades;        template<class Archive>    void serialize(Archive& ar) {        ar(CEREAL_NVP(name), CEREAL_NVP(grades));    }};

// Salvamento em JSONvoid saveStudent(const Student& s) {    std::ofstream ofs("student.json");    cereal::JSONOutputArchive archive(ofs);    archive(CEREAL_NVP(s));}

// Carregamento de JSONStudent loadStudent() {    Student s;    std::ifstream ifs("student.json");    cereal::JSONInputArchive archive(ifs);    archive(s);    return s;}

3. nlohmann/json (JSON para C++ moderno)

Não é uma biblioteca de serialização no sentido clássico, mas permite converter facilmente objetos para JSON e vice-versa. Requer a escrita manual de funções de conversão.

#include <nlohmann/json.hpp>using json = nlohmann::json;

struct Point {    int x, y;};

void to_json(json& j, const Point& p) {    j = json{{"x", p.x}, {"y", p.y}};}

void from_json(const json& j, Point& p) {    j.at("x").get_to(p.x);    j.at("y").get_to(p.y);}

// UsoPoint p1{10, 20};json j = p1;                  // serializaçãoPoint p2 = j.get<Point>();    // desserialização

4. Protocol Buffers (protobuf)

Desenvolvido pelo Google. Requer a descrição das estruturas em arquivos .proto, após o que o código C++ é gerado. Oferece formato binário compacto e alta velocidade.

// Arquivo person.protosyntax = "proto3";message P