如何使用boost::具有嵌套结构和最小代码更改的序列化

How to use boost::serialization with nested structs and minimal code changes?

本文关键字：代码 序列化 结构 boost 何使用 嵌套      更新时间：2023-10-16

目前我们使用存储在嵌套结构中的POD。示例：

#define MaxNum1 100;
#define MaxNum2 50;
struct A
{
int Value[MaxNum1]; 
char SomeChar = 'a';
};
struct B
{
A data[MaxNum2];
float SomeFloat = 0.1f;
};

int main()
{
B StructBObject = {};
}

我们希望使用std:：vector来增强我们的数据结构，就像这样：

struct NewA
{
std::vector<int> Value; 
char SomeChar = 'a';
};
struct NewB
{
std::vector<NewA> data;
float SomeFloat = 0.1f;
};
int main()
{
NewB StructNewBObject = {};
}

反对这种修改的唯一论点是NewA和NewB不再是POD，这使得读取/写入文件变得更加复杂。

如何使用boost::serialization以最小值将NewA和NewB读取/写入文件代码更改为NewA和NewB？最小的代码更改是很重要的，因为我们使用例如具有多达7个嵌套级别的大型结构。

您可以使用boost序列化进行序列化

template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, A& a, unsigned) {
ar & a.Value & a.SomeChar;
}
template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, B& b, unsigned) {
ar & b.data & b.SomeFloat;
}

使用这些方法，您将已经使用C数组和std:：vector方法获得了开箱即用的正确行为。

如果你想继续使用固定大小的可复制类型²，你可以使用类似Boost Container的static_vector：它会跟踪当前大小，但数据是在结构内部静态分配的。

三重演示

这里有一个三重演示程序，根据IMPL变量有三个实现。

正如您所看到的，大部分代码保持不变。然而，为了"最佳比较"，我已经确保在序列化之前所有容器的容量都是一半(50/25(。

主程序也进行反序列化。

在Coliru上直播

#include <boost/iostreams/device/back_inserter.hpp>
#include <boost/iostreams/device/array.hpp>
#include <boost/iostreams/stream.hpp>
#include <boost/archive/binary_oarchive.hpp>
#include <boost/archive/binary_iarchive.hpp>
#include <boost/serialization/access.hpp>
#include <boost/serialization/is_bitwise_serializable.hpp>
#include <boost/serialization/binary_object.hpp>
#include <iostream>
#if (IMPL==0) // C arrays
struct A {
int Value[100]; 
char SomeChar = 'a';
};
struct B {
A data[50];
float SomeFloat = 0.1f;
};
template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, A& a, unsigned) {
ar & a.Value & a.SomeChar;
}
template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, B& b, unsigned) {
ar & b.data & b.SomeFloat;
}
#elif (IMPL==1) // std::vector
#include <boost/serialization/vector.hpp>
struct A {
std::vector<int> Value;
char SomeChar = 'a';
};
struct B {
std::vector<A> data;
float SomeFloat = 0.1f;
};
template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, A& a, unsigned) {
ar & a.Value & a.SomeChar;
}
template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, B& b, unsigned) {
ar & b.data & b.SomeFloat;
}
#elif (IMPL==2) // static_vector
#include <boost/serialization/vector.hpp>
#include <boost/container/static_vector.hpp>
struct A {
boost::container::static_vector<int, 100> Value; 
char SomeChar = 'a';
};
struct B {
boost::container::static_vector<A, 50> data; 
float SomeFloat = 0.1f;
};
template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, A& a, unsigned) {
ar & boost::serialization::make_array(a.Value.data(), a.Value.size()) & a.SomeChar;
}
template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, B& b, unsigned) {
ar & boost::serialization::make_array(b.data.data(), b.data.size()) & b.SomeFloat;
}
#endif
namespace bio = boost::iostreams;
static constexpr auto flags = boost::archive::archive_flags::no_header;
using BinaryData = std::vector</*unsigned*/ char>;
int main() {
char const* impls[] = {"C style arrays", "std::vector", "static_vector"};
std::cout << "Using " << impls[IMPL] << " implementation: ";
BinaryData serialized_data;
{
B object = {};
#if IMPL>0
{
// makes sure all containers half-full
A element;
element.Value.resize(50);
object.data.assign(25, element);
}
#endif
bio::stream<bio::back_insert_device<BinaryData>> os { serialized_data };
boost::archive::binary_oarchive oa(os, flags);
oa << object;
}
std::cout << "Size: " << serialized_data.size() << "n";
{
bio::array_source as { serialized_data.data(), serialized_data.size() };
bio::stream<bio::array_source> os { as };
boost::archive::binary_iarchive ia(os, flags);
B object;
ia >> object;
}
}

打印

Using C style arrays implementation: Size: 20472
Using std::vector implementation: Size: 5256
Using static_vector implementation: Size: 5039

最后的想法

另请参阅：

  • 提升序列化的逐位可序列化性
  • https://www.boost.org/doc/libs/1_72_0/libs/serialization/doc/wrappers.html#binaryobjects

²不是POD，就像NSMI一样，你的类型不是POD

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