持久對象(persistent objects)廣泛應用於游戲、分布式數據庫系統、多媒體以及圖形應用程序中。目前C++並不直接支持持久性(persistence)(但有一些在C++未來版本中添加持久性和反射(reflection)的建議)。
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持久對象可以在創建它的程序的作用域之外保持自身狀態。把對象寫入一個文件並在以後重建之,或者把對象傳送到一台遠程機器,就是這樣的例子。對持久性的支持並不象第一眼看上去那樣簡單,同一對象的大小和內存布局在不同的平台上可能並不相同,而不同的字節次序(byte ordering),或稱為endian-ness,使事情更加復雜化。在下文中我將討論如何實現持久性,而無須求助於DCOM和 CORBA之類的第三方框架。對於小型和可移植的應用程序而言,這是一種有效並令人滿足的方案。
序列化(serialization)基礎 為了使一個對象持久存在,必須把它的狀態保存在非易失的存儲設備中。考慮一個錄制和播放mp3文件的應用程序,每首單曲都表示為一個包含標題、唱片、歌手、時間、速率、錄制日期以及相應的 MP3文件的對象,該應用程序在跟蹤列表中顯示最近播放的曲目。你的目標是通過序列化,也就是把對象寫入一個文件,使MP3對象成為持久對象,同時通過反序列化(deserialization)在下一個 session中重建這些對象。
序列化內置數據類型 每個對象最終都由內置數據成員組成,如int, bool, char[]等等。你的第一個任務是把這樣的類型寫入一個輸出文件流(ofstream)中。應用程序必須這些值存儲為相應的二進制形式,基於這個目的,應使用write() 和read() 成員函數。write() 以某個變量的地址和大小為參數,把該變量的位模式寫入一個文件流中。read() 的兩個參數為char*和long類型,分別指示內存緩沖區的地址和字節大小。下面的例子演示如何在ofstream中保存兩個整數: #include <fstream> using namespace std; int main() { int x,y; // mouse coordinates
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// ..assign values to x and y ofstream archive("coord.dat", ios::binary); archive.write(reinterpret_cast<char *>(&x), sizeof (x));
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archive.write(reinterpret_cast<char *>(&x), sizeof (x)); archive.close(); } 使用reinterpret_cast<>是必要的,因為write()的第一個參數類型為const char*,但&x和&y是int*類型。
以下代碼讀取剛才存儲的值: #include <fstream> using namespace std; vint main() { int x,y; ifstream archive("coord.dat"); archive.read((reinterpret_cast<char *>(&x), sizeof(x)); archive.read((reinterpret_cast<char *>(&y), sizeof(y)); }
序列化對象 要序列化一個完整的對象,應把每個數據成員寫入文件中: class MP3_clip { private:
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std::time_t date; std::string name; int bitrate; bool stereo; public: void serialize();
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void deserialize(); //.. }; void MP3_clip::serialize() { { int size=name.size();// store name's length //empty file if it already exists before writing new data ofstream arc("mp3.dat", ios::binaryios::trunc); arc.write(reinterpret_cast<char *>(&date),sizeof(date)); arc.write(reinterpret_cast<char *>(&size),sizeof(size)); arc.write(name.c_str(), size+1); // write final '