C++ 序列化：用 write() 重载插入运算符答案

【问题标题】：C++ serialization: overloading insert operator with write()C++ 序列化：用 write() 重载插入运算符
【发布时间】：2012-11-06 20:36:13
【问题描述】：

我有一个简单的类，其中包含一个动态分配的数组，我需要对其进行序列化，以便将其存储在二进制文件中。由于数组的原因，我不能使用 sizeof(MyClass) 来简单地分配缓冲区。

类如下所示：

class ReplayFrame
{
public:
    // ...

private:
    int dataType_;
    int timeStamp_;
    int frameNumber_;
    size_t dataSize_;
    char* data_;
};

这是我想出的一个解决方案：

std::ostream& operator<< (std::ostream& out, const ReplayFrame& frame)
{
    out.write((char *) &frame.dataType_, sizeof(int));
    out.write((char *) &frame.timeStamp_, sizeof(int));
    out.write((char *) &frame.frameNumber_, sizeof(int));
    out.write((char *) &frame.dataSize_, sizeof(size_t));
    out.write(frame.data_, frame.dataSize_);

    return out;
}

这对我来说似乎很好，但它在某种程度上改变了 std::ostream& ReplayFrame::serialize(std::ostream& out, const ReplayFrame& frame) 这样的东西会更好？

或者我应该有一个serialize() 方法，它不使用流，而是返回大小和指向序列化对象的指针，然后我自己编写，例如：

ReplayFrame replayFrame;
int size;

char *frameSerialized = replayFrame.serialize(size);
fileStream.write(frameSerialized, size);

delete frameSerialized; // or frameSerialized.release() ?

如您所见，我很困惑，所以我愿意接受任何好的建议。（注意：我使用的是 Qt，没有 boost，也没有 c++11）。

【问题讨论】：

我认为，<< + ostream 保留用于文本表示。对于序列化，我可能只使用serialize 方法。
你也许不应该依赖sizeof，因为有一天你的类可能会更改为包含动态分配的内存（例如，std::string）

标签： c++ serialization operator-overloading class-design iostream

【解决方案1】：

首先重要的事情：只是将二进制数据转储到任何地方，无论是文件、另一个进程还是任何一个坏主意。您总是想要格式化数据，尽管格式可以是二进制的，并且可能与您当前正在开发的系统的内部表示相匹配。但是，您应该意识到，任何勉强成功的程序都将比不同的编译器世代更长寿，可能是处理器升级，并被移植到另一个平台。如果您的二进制格式取决于编译器现在如何表示数据，那么所有这些都会令人头疼。如果程序最终成功，那将是一个更大的麻烦。

你要注意的二进制格式的方面是

单个单词的大小
字中字节的顺序
单词之间的潜在填充li>
写入数据项的顺序

例如，仅使用sizeof() 来确定转储或读取的字节数在 32 位和 64 位平台之间不起作用。仅仅按照它们来的顺序转储字节是行不通的，例如，在 PowerPC 和 x86 系统之间。现在只是转储字节可能很容易，但在中期它会产生更多问题。

重载输出操作符是可以的，只要你不要使用带有这个操作符的文本格式的流类！您可以使用std::streambuf 层，它与读取和写入字节有关，例如，std::filebuf 来读取或写入文件，但是对于二进制格式的流，您需要在重载时使用专用的二进制流系统operator<<() .当然，这意味着类需要重载相应的操作才能在这个序列化系统中工作，但是混合文本和二进制格式的想法几乎肯定会引起很多麻烦。

【讨论】：