C++ 数据序列化做什么？

我很难理解序列化是什么，做什么

让我简化我的问题。我的c/c++程序中有一个

struct info

，我可以将此

struct

数据存储到文件

save.bin

中，或者通过套接字将其发送到另一台计算机

struct info {
    std::string name;
    int age;
};

void write_to_file()
{
    info a = {"Steve", 10};
    ofstream ofs("save.bin", ofstream::binary);
    ofs.write((char *) &a, sizeof(a));   // am I doing it right?
    ofs.close();
}

void write_to_sock()
{
    // I don't know about socket api, but I assume write **a** to socket is similar to file, isn't it?
}

write_to_file

只需将

struct info

对象

a

保存到磁盘，使该数据持久化，对吗？并将其写入套接字，这几乎是一样的，对吗

在上面的代码中，我不认为我使用了数据序列化，但是数据

a

在

save.bin

中保持不变，对吗

问题

那么序列化有什么意义呢？我需要它吗？如果是，我应该如何使用它

我一直认为任何类型的文件，

.txt/.csv/.exe/..

，都是内存中的

01

位，这意味着它们自然具有二进制表示，所以我们不能直接通过套接字发送这些文件吗

高度赞赏代码示例

但是数据a在save.bin中是持久的，对吗

不！您的结构包含一个

std:：string

。具体实施（通过转换为

char*

得到的二进制数据没有标准定义，但是实际的字符串数据总是在类框架、堆分配之外的某个地方，因此您无法如此轻松地保存该数据。通过正确地完成序列化，字符串数据会写入类的其余部分，因此您可以我能从文件中读回它，这就是你需要序列化的原因

方法：你必须以某种方式对字符串进行编码，最简单的方法是先写它的长度，然后写字符串本身。在读回文件时，先读回长度，然后将字节数读入一个新的字符串对象

我一直认为任何类型的文件，.txt/.csv/.exe/..都是内存中的01位

---

是的，但问题是，并不是普遍定义哪个位代表数据结构的哪一部分。特别是，它们以“相反的方式”存储位。如果您天真地读取了一个以不匹配的体系结构编写的文件，您显然会收到垃圾。

您的字符串将无法正确保存。如果您有不同的计算机，它们的整数表示形式可能不同，例如，不同的编程语言将不会有相同的字符串表示形式

但当您有指向成员的指针时，您将保存指针地址而不是指向的成员，这意味着您无法再次从文件中获取该数据。如果您的结构需要更改怎么办？所有使用您的数据的软件都需要更改

---

是的，您可以通过套接字发送文件，但您需要某种协议，以确保您知道文件的名称以及到达文件末尾的时间。

您正在玩一个游戏。在非常困难的模式下。您达到了最后一级。您很高兴。两天不间断的游戏正在获得回报。情节将很快结束。您将找到邪恶主谋的动机，你是如何成为英雄的，并将收集在最后一扇门后等待的备受追捧的史诗神器。和你在这里不需要重新启动一次

在幕后，有一个游戏对象，看起来像这样：

class GameState
{
   int level;
}

typedef std::vector<char> Buffer;

void
writeUInt( Buffer& dest, unsigned value )
{
    dest.push_back( (value >> 24) & 0xFF );
    dest.push_back( (value >> 16) & 0xFF );
    dest.push_back( (value >>  8) & 0xFF );
    dest.push_back( (value      ) & 0xFF );
}

void
writeInt( Buffer& dest, int value )
{
    writeUInt( dest, static_cast<unsigned>( value ) );
}

void
writeString( Buffer& dest, std::string const& value)
{
    assert( value.size() <= 0xFFFFFFFF );
    writeInt( dest, value.size() )
    std::copy( value.begin(), value.end(), std::back_inserter( dest ) );
    while ( dest.size() % 4 != 0 ) {
        dest.push_back( '\0' );
    }
}

级别为

25

到目前为止，你真的很喜欢这个游戏，但你不想在最后一个老板杀了你的情况下重新开始。因此，直观地说，你按下了

Ctrl+S

。但是等等，你会得到一个错误：

Sorry, saving is disabled.

什么？所以我得从头开始以防我死？这怎么可能

Drumroll

开发人员虽然很聪明（他们设法让您连续两天上钩，对吗？）但没有实现序列化

当你重新启动游戏时，内存会被清理。这个非常重要的

游戏状态

对象，你花了2天时间将

级别

成员提升到

25

，会被销毁

如何修复此问题？当您关闭游戏时，操作系统会回收内存。您可以将其存储在哪里？外部服务器？（套接字）磁盘？（写入文件）

好吧，为什么不呢

class GameState
{
    int level;
    void save(const std::string& fileName)
    { /* write level to file */ }
    void load(const std::string& fileName)
    { /* read game state from file */ }
};

当您按下

Ctrl+s

时，

GameState

对象将保存到文件中

神奇的是，当你加载游戏时，会从该文件中读取

GameState

对象。你不再需要花2天的时间回到上一个老板那里。你已经在那里了

真实答案：

从技术上讲，编写序列化功能相当困难。我建议您使用第三方。Google protocol buffers提供跨平台甚至跨语言的序列化。还有许多其他的

1.那么序列化的意义是什么？我需要它吗？如果需要，我应该如何使用它

如上所述，它在运行之间或进程之间（可能在不同的机器上）存储状态。是否需要取决于是否需要存储状态并在以后重新加载

2.我一直认为任何类型的文件，.txt/.csv/.exe/..都是内存中的01位，这意味着它们自然具有二进制表示，所以我们不能直接通过套接字发送这些文件吗

---

它们是。但您不想在玩新游戏时修改

.exe

。

只在内存中写入二进制图像是一种序列化形式，对于一些琐碎的情况，它可以工作。不过，一般来说，您需要解决一些仅转储内存不考虑的问题：

1.指针 如果数据包含任何指针，当然你不能只是在以后转储一个负载，因为一旦程序终止并重新启动，指针指向的内存地址就没有意义了。许多对象都有“隐藏”指针…例如，无法读取

typedef std::vector<char> Buffer;

void
writeUInt( Buffer& dest, unsigned value )
{
    dest.push_back( (value >> 24) & 0xFF );
    dest.push_back( (value >> 16) & 0xFF );
    dest.push_back( (value >>  8) & 0xFF );
    dest.push_back( (value      ) & 0xFF );
}

void
writeInt( Buffer& dest, int value )
{
    writeUInt( dest, static_cast<unsigned>( value ) );
}

void
writeString( Buffer& dest, std::string const& value)
{
    assert( value.size() <= 0xFFFFFFFF );
    writeInt( dest, value.size() )
    std::copy( value.begin(), value.end(), std::back_inserter( dest ) );
    while ( dest.size() % 4 != 0 ) {
        dest.push_back( '\0' );
    }
}