序列化包含 std::string 的类

Question

我不是 C++ 专家，但我过去曾多次对事物进行序列化。不幸的是，这一次我试图序列化一个包含 std::string 的类，我理解这很像序列化指针。

我可以将类写出到文件中，然后再次读回。所有 int 字段都很好，但 std::string 字段给出了“地址越界”错误，可能是因为它指向的数据不再存在。

对此有标准的解决方法吗？我不想回到 char 数组，但至少我知道它们在这种情况下工作。如有必要，我可以提供代码，但我希望我已经很好地解释了我的问题。

我通过将类转换为 char* 并使用 fstream 将其写入文件来进行序列化。阅读当然正好相反。

Answer 1

我通过将类转换为 char* 并将其写入 文件与 fstream。阅读当然正好相反。

不幸的是，这仅在不涉及指针的情况下才有效。你可能想给你的课程void MyClass::serialize(std::ostream)和void MyClass::deserialize(std::ifstream)，然后打电话给他们。对于这种情况，您需要

std::ostream& MyClass::serialize(std::ostream &out) const {
    out << height;
    out << ',' //number seperator
    out << width;
    out << ',' //number seperator
    out << name.size(); //serialize size of string
    out << ',' //number seperator
    out << name; //serialize characters of string
    return out;
}
std::istream& MyClass::deserialize(std::istream &in) {
    if (in) {
        int len=0;
        char comma;
        in >> height;
        in >> comma; //read in the seperator
        in >> width;
        in >> comma; //read in the seperator
        in >> len;  //deserialize size of string
        in >> comma; //read in the seperator
        if (in && len) {
            std::vector<char> tmp(len);
            in.read(tmp.data() , len); //deserialize characters of string
            name.assign(tmp.data(), len);
        }
    }
    return in;
}

您可能还希望重载流运算符以便于使用。

std::ostream &operator<<(std::ostream& out, const MyClass &obj)
{obj.serialize(out); return out;}
std::istream &operator>>(std::istream& in, MyClass &obj)
{obj.deserialize(in); return in;}

Answer 2

简单地将对象的二进制内容写入文件不仅不可移植，而且正如您所认识到的，它不适用于指针数据。你基本上有两个选择：要么你写一个真正的序列化库，它通过例如正确处理 std::strings使用c_str() 将实际字符串输出到文件中，或者使用优秀的boost serialization 库。如果可能的话，我会推荐后者，然后您可以使用这样的简单代码进行序列化：

#include <boost/archive/text_iarchive.hpp>
#include <boost/archive/text_oarchive.hpp>
#include <boost/serialization/string.hpp>

class A {
    private:
        std::string s;
    public:
        template<class Archive>
        void serialize(Archive& ar, const unsigned int version)
        {
            ar & s;
        }
};

这里，函数serialize 用于对数据进行序列化和反序列化，具体取决于您如何调用它。有关详细信息，请参阅文档。

Answer 3

对于具有可变大小的字符串或其他 blob，最简单的序列化方法是在序列化整数时首先序列化大小，然后将内容复制到输出流。

读取时首先读取大小，然后分配字符串，然后通过从流中读取正确数量的字节来填充它。

另一种方法是使用分隔符和转义，但需要更多代码，并且在序列化和反序列化时速度较慢（但结果可以保持人类可读）。

Answer 4

如果您的类包含任何外部数据（string 确实如此），您将不得不使用比将类转换为 char* 并将其写入文件更复杂的序列化方法。你是正确的，为什么你会遇到分段错误。

我会创建一个成员函数，它接受 fstream 并从中读取数据，以及一个反函数，它将接受 fstream 并将其内容写入它以便稍后恢复，如下所示：

class MyClass {
pubic:
    MyClass() : str() { }

    void serialize(ostream& out) {
        out << str;
    }

    void restore(istream& in) {
        in >> str;
    }

    string& data() const { return str; }

private:
    string str;
};

MyClass c;
c.serialize(output);

// later
c.restore(input);

如果您想要语法糖，您还可以定义 operator<< 和 operator>> 以与 istream 和 ostream 一起使用来序列化和恢复您的类。

Answer 5

为什么不只是类似的东西：

std::ofstream ofs;
...

ofs << my_str;

然后：

std::ifstream ifs;
...

ifs >> my_str; 

Answer 6

/*!
 * reads binary data into the string.
 * @status : OK.
*/

class UReadBinaryString
{
    static std::string read(std::istream &is, uint32_t size)
    {
        std::string returnStr;
        if(size > 0)
        {
            CWrapPtr<char> buff(new char[size]);       // custom smart pointer
            is.read(reinterpret_cast<char*>(buff.m_obj), size);
            returnStr.assign(buff.m_obj, size);
        }

        return returnStr;
    }
};

class objHeader
{
public:
    std::string m_ID;

    // serialize
    std::ostream &operator << (std::ostream &os)
    {
        uint32_t size = (m_ID.length());
        os.write(reinterpret_cast<char*>(&size), sizeof(uint32_t));
        os.write(m_ID.c_str(), size);

        return os;
    }
    // de-serialize
    std::istream &operator >> (std::istream &is)
    {
        uint32_t size;
        is.read(reinterpret_cast<char*>(&size), sizeof(uint32_t));
        m_ID = UReadBinaryString::read(is, size);

        return is;
     }
};

Answer 7

我已经很久没有编写 C++ 代码了，但也许你可以序列化一个 char 的数组。

然后，当您打开文件时，您的 string 将只指向数组。

只是一个想法。