数据编码和序列化：轻松玩转数据

2023-12-23 04:55:19

数据编码和序列化：数据高效传输和存储的利器

一、数据编码：数字世界的语言转换器

数字信息无处不在，但计算机只懂得一种语言：二进制代码。因此，为了让计算机处理和存储人类可读的数据，我们需要一种翻译器——数据编码。数据编码将数据从一种格式转换为另一种格式，就像不同国家使用不同的语言交流，但需要翻译才能相互理解。

最常见的编码方式是二进制编码 ，它使用 0 和 1 表示数据。然而，对于人类可读文本，我们需要文本编码，如ASCII 、Unicode 和UTF-8 。图像编码则用于将图像数据转换为计算机可以识别的格式，如JPEG 、PNG 和GIF 。

二、序列化：数据的旅行护照

当我们需要在网络上传输或将对象存储在文件中时，我们需要将对象转换为一串字节，这个过程称为序列化。序列化就像给对象颁发了一本旅行护照，记录了它的所有信息，以便可以在不同的系统和平台之间旅行。

最流行的序列化格式是JSON （JavaScript 对象表示法）、XML （可扩展标记语言）和Protobuf （协议缓冲区）。JSON 是一种轻量级的文本格式，易于阅读和理解。XML 是一种结构化的格式，适合层次化数据。Protobuf 则是一种高性能的二进制格式，适用于数据传输和存储。

三、选择合适的编码和序列化技术

选择编码和序列化技术时，我们需要考虑以下因素：

数据类型： 文本、图像、对象
传输方式： 网络、文件
存储方式： 数据库、文件系统
性能要求： 低延迟、高吞吐量

四、代码示例

Python 中的 JSON 序列化：

import json

data = {'name': 'John', 'age': 30}
json_data = json.dumps(data)
print(json_data)

Java 中的 XML 序列化：

import javax.xml.bind.JAXBContext;
import javax.xml.bind.Marshaller;

public class XmlSerialization {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Student student = new Student();
        student.setName("John");
        student.setAge(30);

        JAXBContext context = JAXBContext.newInstance(Student.class);
        Marshaller marshaller = context.createMarshaller();
        marshaller.marshal(student, System.out);
    }
}

C++ 中的 Protobuf 序列化：

#include <google/protobuf/util/json_util.h>
#include <google/protobuf/util/message_adapters.h>

int main() {
  protobuf::Message message;
  google::protobuf::util::JsonPrintOptions options;
  options.add_whitespace = true;
  std::string json_output;
  google::protobuf::util::MessageToJsonString(message, &json_output, options);
  std::cout << json_output << std::endl;
  return 0;
}