Д. Стефенс - C++. Сборник рецептов

• Название: C++. Сборник рецептов
• Автор: Д. Стефенс
• Издательство: КУДИЦ-ПРЕСС
• Жанр: Программирование
• Год: 2007
• ISBN: 5-91136-030-6

Данная книга написана экспертами по C++ и содержит готовые рецепты решения каждодневных задач для программистов на С++. Один из авторов является создателем библиотеки Boost Iostreams и нескольких других библиотек C++ с открытым исходным кодом. В книге затрагивается множество тем, вот лишь некоторые из них: работа с датой и временем; потоковый ввод/вывод; обработка исключений; работа с классами и объектами; сборка приложений; синтаксический анализ XML-документов; программирование математических задач. Читатель сможет использовать готовые решения, а сэкономленное время и усилия направить на решение конкретных задач.

---

Пример 14.27 показывает, как можно использовать Boost.Serialization для сохранения вектора std::vector, состоящего из объектов Animal, в файле animals.xml и затем для загрузки его обратно в память. В примере 14.28 показано содержимое файла animals.xml после выполнения программы из примера 14.27.

Пример 14.27 Сериализация вектора std::vector, состоящего из объектов Animal

#include <fstream>

#include <boost/archive/xml_oarchive.hpp> // Архив для записи XML

#include <boost/archive/xml_iarchive.hpp> // Архив для чтения XML

#include <boost/serialization/vector.hpp> // Средства сериализации вектора

#include "animal.hpp" // std::vector

int main() {

 using namespace std;

 using namespace boost::archive;       // пространство имен для архивов

 using namespace boost::serialization; // пространство имен для make_nvp

 try {

  // Заполнить список животных

  vector<Animal> animalList;

  animalList.push_back(

   Animal("Herby", "elephant", "1992-04-23",

   Contact("Dr. Hal Brown", "[phone]"),

   Contact("Bob Fisk", "[phone]")));

  animalList.push_back(

   Animal("Sheldon", "parrot", "1998-09-30",

   Contact("Dr. Kevin Wilson", "[phone]"),

   Contact("Eli Wendel", "[phone]")));

  animalList.push_pack(

   Animal("Dippy", "penguin", "2001-06-08",

   Contact("Dr. Barbara Swayne", "[phone]"),

   Contact("Ben Waxman", "[phone]")));

  // Сконструировать выходной архив XML и сериализовать список

  ofstream fout("animals.xml");

  xml_oarchive oa(fout);

  oa << make_nvp("animalList", animalList);

  fout.close();

  // Сконструировать входной архив XML и десериализовать список

  ifstream fin("animals.xml");

  xml_iarchive ia(fin);

  vector<Animal> animalListCopy;

  ia >> make_nvp("animalList", animalListCopy);

  fin.close();

  if (animalListCopy != animalList) {

   cout << "XML serialization failed\n";

   return EXIT_FAILURE;

  }

 } catch (const exception& e) {

  cout << e.what() << "\n";

  return EXIT_FAILURE;

 }

}

Пример 14.28. Файл animals.xml после выполнения программы из примера 14.27

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes" ?>

<!DOCTYPE boost_serialization>

<boost_serialization signature="serialization::archive" version="3">

<animalList class_id="0" tracking_level ="0" version="0">

 <count>3</count>

 <item class_id="1" tracking_level="0" version="0">

  <name>Herby</name>

  <species>elephant</species>

  <dateOfBirth class_id="2" tracking_level="0" version="0">

   <date>19920423</date>

  </dateOfBirth>

  <veterinarian class_id="3" tracking_level="0" version="0">

   <name>Dr. Hal Brown</name>

   <phone>[phone]</phone>

  </veterinarian>

  <trainer>

   <name>Bob Fisk</name>

   <phone>[phone]</phone>

  </trainer>

 </item>

 <item>

  <name>Sheldon</name>

  <species>parrot</species>

  <dateOfBirth>

   <date>19980930</date>

  </dateOfBirth>

  <veterinarian>

   <name>Dr. Kevin Wilson</name>

   <phone>[phone]</phone>

  </veterinarian>

  <trainer>

   <name>Eli Wendel</name>

   <phone>[phone]</phone>

  </trainer>

 </item>

 <item>

  <name>Dippy</name>

  <species>penguin</species>

  <dateOfBirth>

   <date>20010608</date>

  </dateOfBirth>

  <veterinarian>

   <name>Dr. Barbara Swayne</name>

   <phone>[phone]</phone>

  </veterinarian>

  <trainer>

   <name>Ben Waxman</name>

   <phone>[phone]</phone>

  </trainer>

 </item>

</animalList>

Обсуждение

Библиотека Boost Serialization обеспечивает наиболее изощренный и гибкий способ сохранения и восстановления объектов C++. Она представляет собой очень сложный фреймворк. Например, она позволяет сериализовать сложные структуры данных, содержащие циклические ссылки и указатели на полиморфные объекты. Более того, применение этой библиотеки совсем не ограничивается сериализацией XML: кроме архивов XML она предоставляет несколько типов текстовых и бинарных архивов. Архивы XML и текстовые архивы являются переносимыми, т.е. данные можно сериализовать в одной системе и десериализовать в другой; бинарные архивы не переносимы, но компактны.

Нет никаких спецификаций, которым соответствовали бы документы XML, полученные при помощи Boost.Serialization, и их формат может изменяться в новых версиях Boost. Поэтому вы не можете использовать эти документы совместно с другими фреймворками сериализации С++. Тем не менее XML-сериализация приносит пользу, потому что сериализованный вывод легко воспринимается человеком и может обрабатываться инструментальными средствами, ориентированными на XML.

Примеры 14.25 и 14.26 демонстрируют интрузивную сериализацию (intrusive serialization): классы Animal и Contact были модифицированы, чтобы обеспечить их сериализацию. Boost.Serialization также поддерживает неинтрузивную сериализацию (nonintrusive serialization), обеспечивая сериализацию классов без модификации их определений при условии доступности всех состояний объекта через его открытый интерфейс. Вы уже видели пример неинтрузивной сериализации в примере 14.27: шаблон std::vector допускает сериализацию, несмотря на то что его определение не может модифицироваться конечными пользователями. Фактически все контейнеры стандартной библиотеки являются сериализуемыми; для обеспечения сериализации контейнера, определенного в стандартном заголовочном файле xxx, просто включите заголовочный файл boost/serialization/xxx.hpp. Дополнительную информацию о неинтрузивной сериализации вы можете найти в документации Boost.Serialization.

Примеры 14.25 и 14.26 иллюстрируют также двойственную роль оператора &: он действует как оператор << при сериализации объекта и как оператор >> при десериализации объекта. Это удобно, потому что позволяет реализовать сериализацию и десериализацию одной функцией. Однако в некоторых случаях неудобно использовать одну функцию для сериализации и десериализации; для этого в Boost.Serialization предусмотрен механизм разделения метода serialize() на два отдельных метода, load() и save(). Если вам необходимо воспользоваться преимуществами этой возможности, обратитесь к документации Boost.Serialization.

В примерах 14.25, 14.26 и 14.27 я использую функцию boost::serialization::make_nvp для конструирования пар вида «имя-значение». В Boost.Serialization предусмотрен также макрос BOOST_SERIALIZATION_NVP, который позволяет выполнять сериализацию переменной, указывая ее имя. Первый компонент пары будет сконструирован автоматически препроцессором, используя оператор «стрингизации» (stringizing) # для преобразования макропараметров в строковые константы.

// То же самое, что и ar & make_nvp("name_", name_);

ar & BOOST_SERIALIZATION_NVP(name_);

В этих примерах я использую make_nvp вместо BOOST_SERIALIZATION_NVP для лучшего контроля имен тегов, чтобы содержимое архива XML легче читалось.

В документации Boost.Serialization рекомендуется объявлять метод serialize() как закрытый (private) для уменьшения ошибок пользователя, когда добавляется поддержка сериализации в классы, производные от других сериализуемых классов. Для того чтобы библиотека Boost.Serialization могла вызвать метод serialize() вашего класса, вам необходимо объявить дружественным класс boost::serialization::access.

Наконец второй параметр метода serialize() в примерах 14.25 и 14.26 относится к той части Boost.Serialization, которая поддерживает управление версиями классов (class versioning). Когда объект определенного класса первый раз сохраняется в архиве, вместе с ним сохраняется также его версия; когда выполняется десериализация экземпляра класса. Boost.Serialization передает сохраненную версию методу serialize в качестве второго аргумента. Эта информация может использоваться для специализации десериализации; например, serialize мог бы загружать переменную-член только в том случае, если записанная в архив версия класса, по крайней мере, не меньше версии класса, первым объявившим эту переменную. По умолчанию класс имеет версию 0. Для задания версии класса вызовите макрос BOOST_CLASS_VERSION, который определен в заголовочном файле boost/serialization/version.hpp, передавая в качестве аргументов имя и версию класса.

Глава 15 Разные функции

15.0. Введение

В этой главе рассматриваются некоторые аспекты C++, которые плохо вписываются в тематику любой другой главы: указатели функций и членов, константные переменные и функции- члены, независимые операторы (т.е. не члены класса) и несколько других тем.