C++:如何在不使用库的情况下序列化/反序列化对象

C++: how to serialize/deserialize objects without the use of libraries?

本文关键字：情况下 序列化 对象 反序列化 C++      更新时间：2023-10-16

我正在努力了解在不使用库的情况下，序列化/反序列化是如何在C++中工作的。我从简单的对象开始，但当反序列化一个向量时，我发现，如果不先写它的大小，我就无法获得向量。此外，我不知道我应该选择哪种文件格式，因为，如果数字存在于矢量大小之前，我就无法正确读取。此外，我想用类和映射容器来实现这一点。我的任务是序列化/反序列化这样的对象：

PersonInfo
{
    unsigned int    age_;
    string name_;
    enum { undef, man, woman } sex_;
}
Person : PersonInfo 
{
    vector<Person>      children_;
    map<string, PersonInfo>     addrBook_;
}

目前我知道如何序列化像这样的简单对象：

vector<PersonInfo> vecPersonInfo;
vecPersonInfo.push_back(*personInfo);
vecPersonInfo.push_back(*oneMorePersonInfo);
ofstream file("file", ios::out | ios::binary);
if (!file) {
    cout<<"can not open file";
} else {
    vector<PersonInfo>::const_iterator iterator = vecPersonInfo.begin();
    for (; iterator != vecPersonInfo.end(); iterator++) {
        file<<*iterator;
    }

你能建议我如何为这个复杂的对象做到这一点吗？或者一个很好的教程来清楚地解释它？

一种模式是实现一个抽象类，该类定义用于序列化的函数，并且该类定义进入序列化程序的内容和输出的内容。例如：

class Serializable
{
public:
    Serializable(){}
    virtual ~Serializable(){}
    virtual void serialize(std::ostream& stream) = 0;
    virtual void deserialize(std::istream& stream) = 0;
};

然后为要序列化的类/结构实现Serializable接口：

struct PersonInfo : public Serializable // Yes! It's possible
{
    unsigned int age_;
    string name_;
    enum { undef, man, woman } sex_;
    virtual void serialize(std::ostream& stream)
    {
        // Serialization code
        stream << age_ << name_ << sex_;
    }
    virtual void deserialize(std::istream& stream)
    {
        // Deserialization code
        stream >> age_ >> name_ >> sex_;
    }
};

休息吧，我相信你知道。不过，以下是一些需要克服的障碍，可以在业余时间完成：

  1. 当您向流中写入一个包含空格的字符串并尝试将其读回时，您将只得到其中的一部分，而字符串的其余部分会"破坏"此后读取的值
  2. 如何对其进行编程，使其跨平台（little-endian与big-endian）
  3. 程序如何自动检测，在反序列化时要创建哪个类

线索：

  1. 使用具有编写bool、int、float、字符串等函数的自定义序列化程序
  2. 使用字符串表示正在序列化的对象类型，并在反序列化时使用factory创建该对象的实例
  3. 使用预定义的宏来确定正在编译代码的平台
  4. 总是以固定的端序写入文件，并使使用其他端序的平台适应这种情况

最基本的形式是定义一个"可串行化"接口（抽象类），用于定义虚拟读/写方法。您还定义了一个"Stream"接口，该接口为基本基元类型（例如，读取/写入int、float、字节、字符、查找/重置）提供了一个通用的API，也可能为一些在流上操作的复合类型（例如字符串、向量等的值数组）提供了通用的API。如果适合您，您可以使用C++IOStreams。

您还需要为工厂提供一些id系统，以便在加载/取消序列化时创建相应的类，并在序列化复杂类型时进行引用，以便在必要时使用适当的结构/长度信息标记/标头每个逻辑部分。

然后，您可以为每个介质创建具体的流类（如文本文件、二进制文件、内存中、网络等）。

然后，每个想要序列化的类都必须继承serializable接口并实现细节（如果是复合/复杂类，则递归地利用为其他类型定义的可序列化接口）。

当然，这是一种天真且"侵入性"的添加序列化的方式（必须修改参与类）。然后，您可以使用模板或预处理器技巧来减少它的侵入性。请参阅Boost或协议缓冲区，或任何其他库，了解代码中的想法。

你真的确定要自己滚吗？它可能会变得非常混乱，尤其是当你有指针，对象之间的指针（包括循环）时，你还需要在当前运行的加载/取消序列化正确之前的某个时刻修复/转换这些指针。

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