C++ Boost Archive超详细讲解

什么是C++ Boost Archive

Boost Archive是C++ Boost库中的一个序列化库，可以将C++程序中的对象序列化为二进制数据流并保存至文件或内存中，同时也可以从二进制数据流中反序列化出C++对象来。Boost Archive库的优点包括:

• 序列化存储格式非常紧凑，存储效率高
• 序列化和反序列化过程可自定义实现，非常灵活
• 支持多种序列化格式，包括文本、二进制、XML和自定义格式

如何在C++程序中使用Boost Archive

为了使用Boost Archive，我们需要做以下几步：

1. 安装Boost库

Boost Archive是Boost库的一部分，所以首先需要安装Boost库。可以从官网下载预编译版本，也可以使用源代码编译安装。安装完成后需要将库文件和头文件的路径配置到项目中。

1. 定义要序列化的C++对象

我们需要定义一个C++对象，将其序列化成一个二进制数据流并保存到文件或内存中。同时也需要从二进制数据流中反序列化出C++对象来。以一个简单的Person类为例，可以定义如下：

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

class Person
{
public:
    std::string name;
    int age;
    friend class boost::serialization::access;
    template<class Archive>
    void serialize(Archive& ar, const unsigned int version)
    {
        ar & name;
        ar & age;
    }
};

这里我们使用了Boost自带的text_oarchive和text_iarchive进行文本格式的序列化和反序列化操作。Person类中包含了姓名和年龄两个基本数据类型。

1. 序列化C++对象

接下来我们需要将定义好的C++对象序列化成二进制数据流并保存到文件或内存中。这可以通过以下代码完成：

Person person;
person.name = "Tom";
person.age = 20;

std::ofstream ofs("person.txt");
boost::archive::text_oarchive oa(ofs);
oa << person;

这里我们创建了一个Person对象，然后将其序列化为文本格式并保存到名为person.txt的文件中。

1. 反序列化C++对象

除了序列化C++对象，我们也可以从文件或内存中读取二进制数据流并反序列化成C++对象。这可以通过以下代码完成：

std::ifstream ifs("person.txt");
boost::archive::text_iarchive ia(ifs);
Person person;
ia >> person;
std::cout << person.name << ", " << person.age << std::endl;

这里我们从文件中读取序列化好的文本格式序列，并反序列化回Person对象中。最后输出对象的姓名和年龄。

一个更复杂的例子

除了基本数据类型，Boost Archive也支持序列化自定义的C++类。这里我们使用一个更复杂的例子——图书馆管理系统。我们定义了三个类：Book、Library和Person。每个Book对象包含了书本的名字和作者，每个Person对象包含了姓名和电话号码，每个Library对象包含了这个图书馆的名字和所收藏的书的集合。这些类的定义如下：

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

class Person
{
public:
    std::string name;
    std::string phone;
    friend class boost::serialization::access;
    template<class Archive>
    void serialize(Archive& ar, const unsigned int version)
    {
        ar & name;
        ar & phone;
    }
};

class Book
{
public:
    std::string name;
    std::string author;
    friend class boost::serialization::access;
    template<class Archive>
    void serialize(Archive& ar, const unsigned int version)
    {
        ar & name;
        ar & author;
    }
};

class Library
{
public:
    std::string name;
    std::vector<Book> books;
    std::vector<Person> persons;
    friend class boost::serialization::access;
    template<class Archive>
    void serialize(Archive& ar, const unsigned int version)
    {
        ar & name;
        ar & books;
        ar & persons;
    }
};

这里我们使用了标准库的string类型作为数据成员，同时使用了std::vector存储Book对象和Person对象的集合。我们通过定义加friend的boost::serialization::access类，并实现serialize()函数，完成对这些对象的序列化操作。

接下来我们看下如何使用这些类进行序列化和反序列化操作。我们创建一个图书馆对象，并添加两个Person和两本Book进行测试。首先我们保存这个图书馆对象至文件中：

int main()
{
    Library library;
    library.name = "My Library";
    Book book1{"Harry Potter", "J.K. Rowling"};
    Book book2{"The Lord Of The Rings", "J.R.R. Tolkien"};
    Person person1{"Tom", "123456"};
    Person person2{"Alice", "654321"};
    library.books.push_back(book1);
    library.books.push_back(book2);
    library.persons.push_back(person1);
    library.persons.push_back(person2);

    std::ofstream ofs("library.txt");
    boost::archive::text_oarchive oa(ofs);
    oa << library;

    return 0;
}

这里我们创建了一个Library对象，然后添加了两个Book对象和两个Person对象。最后，我们将这个Library对象序列化为文本格式并保存至名为library.txt的文件中。

接下来我们从文件中读取这个Library对象，将其反序列化并输出。代码如下:

int main()
{
    std::ifstream ifs("library.txt");
    boost::archive::text_iarchive ia(ifs);
    Library library;
    ia >> library;
    std::cout << library.name << std::endl;
    for (auto& book : library.books)
    {
        std::cout << book.name << ", " << book.author << std::endl;
    }
    for (auto& person : library.persons)
    {
        std::cout << person.name << ", " << person.phone << std::endl;
    }
    return 0;
}

这里我们通过同样的方式打开名为library.txt的文件，使用text_iarchive对象读取文件中的序列化文本，并反序列化回C++对象中。最后输出图书馆的名字、所有的Book对象和所有的Person对象。

总结

C++ Boost Archive提供了一种方便快捷地序列化和反序列化C++对象的方式。通过定义要序列化的C++类和使用Boost Archive库进行序列化和反序列化，可以轻松地实现对象的存储和读取。另外Boost Archive也支持多种序列化格式，并且可以自定义序列化和反序列化的过程，非常灵活。

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