【原創】自己手寫實現Boost序列化簡易版
設計思路
在與多個系統進行網路互動時，序列化是不可缺少的技術。編寫一個C++語言的序列化實現，是練習運用模板超程式設計的絕佳案例，理解C++模板是如何"面向編譯期程式設計"的（業內好像沒有這個說法）。序列化物件處理基礎資料型別和類型別，boost的序列化功能劃分得更細緻，基本支援了C++語言的序列化，但是在業務開發中，支援這兩種已經足夠用了。對於基礎資料型別的序列化，需要合理組織序列化的協議格式；對於類型別的序列化，類是由基礎資料型別組成的，最終轉換為基礎資料型別的序列化。
程式碼思路
序列化實現類class CTextSerialize，反序列化實現類class CTextDeserialize；這兩個類都通過業務類的模板函式serialize以傳參的方式分別實現序列化和反序列化。class CTextSerialize中的過載函式serialize分別實現基礎資料型別和類型別的序列化；class CTextDeserialize中的過載函式deserialize分別實現基礎資料型別和類型別的反序列化。這兩個類在處理類型別序列化/反序列化時，都呼叫了class CAccess的靜態函式serialize。對於容器vector和map這種特殊的類型別，需要單獨實現偏特化的class CAccess。整體程式碼設計思路需要結合完整程式碼實現細節進行理解。
完整程式碼
程式碼基於C++98進行編寫，採用gcc4.8.5編譯器編譯，測試執行在CentOS7.3環境。
在main函式中，程式碼分為四段：
第一段，採用輸入輸出流操作不同基礎資料型別的變數；
第二段，使用模板判斷變數型別是基礎資料型別還是類型別；
第三段，對基礎資料型別進行序列化和反序列化；
第四段，對類型別進行序列化和反序列化。
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#include <iostream> #include <sstream> #include <map> #include <vector> #include <stdint.h> using namespace std;
template<typename T> struct is_class_imp{ //採用boost的type_traits的方式判斷，判斷一個型別是否是一個類型別 typedef char class_type; //一個位元組 typedef int32_t non_class_type; //四個位元組 template<typename C> static class_type is_class_check(void(C::*)(void)); //類型別匹配到的模板函式 template<typename C> static non_class_type is_class_check(...); //基礎型別匹配到的模板函式
static const bool value = (sizeof(is_class_check<T>(0)) == sizeof(class_type)); //value的值在編譯期決定 }; template<> struct is_class_imp<string>{ //模板特化，string可以作為基礎型別處理，其實是類型別 static const bool value = false; }; template<typename T> struct is_class : is_class_imp<T>{}; //繼承
template<bool C_> struct bool_plt{}; //用於編譯期條件判斷的模板，bool_plt<true>和bool_plt<false>
template<typename C_, typename F1, typename F2> //C_編譯期的條件，依據條件判斷，動態定義型別F1或F2 struct eval_if{}; template<typename F1, typename F2> //模板偏特化，typename C_ struct eval_if<bool_plt<true>, F1, F2>{ //當C_編譯期條件為bool_plt<true>時，定義型別F1 typedef F1 type; }; template<typename F1, typename F2> //模板偏特化，typename C_ struct eval_if<bool_plt<false>, F1, F2>{ //當C_編譯期條件為bool_plt<false>時，定義型別F2 typedef F2 type; };
template<typename Archive, typename T> class CAccess //對類型別物件，應該序列化還是反序列化的控制函式 { public: static void serialize(Archive& ar, T& t){ //呼叫類型別物件的serialize函式，序列化還是反序列化由ar引數決定 t.serialize(ar); } }; template<typename Archive, typename T> struct CFreeMarshall{ //序列化結構體型別 static void invoke(Archive& ar, const T& t){ CAccess<Archive, T>::marshall(ar, t); } }; template<typename Archive, typename T> struct CFreeDemarshall{ //反序列化結構體型別 static void invoke(Archive& ar, T& t){ CAccess<Archive, T>::demarshall(ar, t); } }; template<typename Archive, typename T> struct CFreeInvoke{ //序列化和反序列化統一呼叫模版函式，在編譯期決定呼叫其一 static void invoke(Archive& ar, T& t){ typedef typename eval_if<typename Archive::is_marshall, //假如ar物件是序列化物件 CFreeMarshall<Archive, T>, //定義序列化型別 CFreeDemarshall<Archive, T> >::type typex; //否則定義反序列化型別 typex::invoke(ar, t); //呼叫序列化或反序列化函式，在編譯期動態判斷決定 } };
template<typename Archive, typename T> class CAccess<Archive, vector<T> > //模板偏特化，實現vector容器的序列化和反序列化 { public: static void serialize(Archive& ar, vector<T>& t) //呼叫序列化或反序列化函式，在編譯期動態判斷決定 { CFreeInvoke<Archive, vector<T> >::invoke(ar, t); } static void marshall(Archive& ar, const vector<T>& t) //序列化 { int len = t.size(); ar << len << " "; for (int i = 0; i < len; i++) { ar << t[i] << " "; } } static void demarshall(Archive& ar, vector<T>& t) //反序列化 { int len = 0; ar >> len; t.clear(); for (int i = 0; i < len; i++) { T tmp; ar >> tmp; t.push_back(tmp); } } };
template<typename Archive, typename K, typename V> class CAccess<Archive, map<K,V> > //模板偏特化，實現map容器的序列化和反序列化 { public: static void serialize(Archive& ar, map<K,V>& t) //呼叫序列化或反序列化函式，在編譯期動態判斷決定 { CFreeInvoke<Archive, map<K,V> >::invoke(ar, t); } static void marshall(Archive& ar, const map<K,V>& t) //序列化 { int len = t.size(); ar << len << " "; typename map<K,V>::const_iterator iter; for (iter = t.begin(); iter != t.end(); ++iter) ar << iter->first << " " << iter->second << " "; } static void demarshall(Archive& ar, map<K,V>& t) //反序列化 { int len = 0; ar >> len; t.clear(); for (int i = 0; i < len; i++) { K key; V val; ar >> key >> val; t[key] = val; } } };
class CTextSerialize //序列化和協議實現類 { public: typedef bool_plt<true> is_marshall; //該類定義為序列化類 typedef bool_plt<false> is_demarshall; CTextSerialize(ostream& o):os(o){}
template<typename T> void serialize(const T& t, bool_plt<false>& b) //基礎型別序列化模板函式 { os << t << " "; } template<typename T> void serialize(const T& t, bool_plt<true>& b) //類型別序列化模板函式 { CAccess<CTextSerialize, T>::serialize(*this, const_cast<T&>(t)); } template<typename T> CTextSerialize& operator<<(const T& t) { bool_plt<is_class<T>::value> type; //type在編譯期確定，T是否是類型別 serialize(t, type); return *this; }
template<typename T> CTextSerialize& operator&(const T& t) { bool_plt<is_class<T>::value> type; //type在編譯期確定，T是否是類型別 serialize(t, type); return *this; } private: ostream& os; };
class CTextDeserialize //反序列化和協議實現類 { public: typedef bool_plt<false> is_marshall; typedef bool_plt<true> is_demarshall; //該類定義為反序列化類 CTextDeserialize(istream& i):is(i){}
template<typename T> void deserialize(T& t, bool_plt<false>& b) //基礎型別反序列化模板函式 { is >> t; } template<typename T> void deserialize(T& t, bool_plt<true>& b) //類型別反序列化模板函式 { CAccess<CTextDeserialize, T>::serialize(*this, t); } template<typename T> CTextDeserialize& operator>>(T& t) { bool_plt<is_class<T>::value> type; //type在編譯期確定，T是否是類型別 deserialize(t, type); return *this; }
template<typename T> CTextDeserialize& operator&(T& t) { bool_plt<is_class<T>::value> type; //type在編譯期確定，T是否是類型別 deserialize(t, type); return *this; } private: istream& is; };
enum EName{}; struct SData{};
class CData //支援序列化和反序列化的類實現 { private: //待序列化的成員變數 uint32_t ver; int i; bool b; long l; double d; string s; vector<string> vecStr; map<int, string> mapInfo;
public: CData():ver(0),i(0),b(false),l(0),d(0){} //資料初始化 void init(uint32_t ver, int i, bool b, long l, double d, string s, string arr[], int len) { this->ver = ver; this->i = i; this->b = b; this->l = l; this->d = d; this->s = s; this->vecStr.assign(arr, arr + len); for (int j = 0; j < len; j++) mapInfo[j] = arr[j]; } template<typename Archive> //模板多型，Archive可以實現多種序列化協議 Archive& serialize(Archive& ar) //序列化和反序列化都呼叫這個模板函式 { ar & ver; ar & i; ar & b; ar & l; ar & d; ar & s; ar & vecStr; ar & mapInfo;
return ar; }
string tostr(void) //便於類物件列印輸出 { stringstream ss; ss << " ver " << ver << " int:" << i << " bool:" << (true==b ? "true" : "false") << " long:" << l << " double:" << d << " string:" << s; int len = vecStr.size(); ss << " vector:" << len << " "; for (int j = 0; j < len; j++) ss << vecStr[j] << " "; ss << " map:" << len << " "; for (int j = 0; j < len; j++) ss << j << " " << mapInfo[j] << " ";
return ss.str(); } };
int main(void) { {//將資料存入流中，將資料從流中取出；空格做為資料分隔符，簡單的資料儲存格式 stringstream ss;
int a = 1; double b = 2.1; string c = "abc"; ss << a << " " << b << " " << c; int A = 0; double B = 0; string C; ss >> A >> B >> C;
cout << ss.str() << endl; cout << A << " " << B << " " << C << endl << endl; } < |