如何將 boost::serialization 與嵌套結構和最少的代碼更改一起使用？

Question

目前我們使用存儲在嵌套結構中的 POD。 例子：

#define MaxNum1 100;
#define MaxNum2 50;

struct A
{
    int Value[MaxNum1]; 
    char SomeChar = 'a';
};

struct B
{
    A data[MaxNum2];
    float SomeFloat = 0.1f;
};


int main()
{
    B StructBObject = {};
}

我們想使用 std::vector 來增強我們的數據結構，就像這樣：

struct NewA
{
    std::vector<int> Value; 
    char SomeChar = 'a';
};

struct NewB
{
    std::vector<NewA> data;
    float SomeFloat = 0.1f;
};

int main()
{
    NewB StructNewBObject = {};
}

反對這種修改的唯一理由是NewA和NewB不再是 POD，這使得讀取/寫入文件更加復雜。

這怎么可能讀/寫NewA和NewB使用到文件boost::serialization用最少的代碼改變NewA和NewB ？ 最少的代碼更改很重要，因為我們使用例如具有多達 7 個嵌套級別的大結構。

Answer 1

您可以使用 boost 序列化¹進行序列化：

template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, A& a, unsigned) {
    ar & a.Value & a.SomeChar;
}
template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, B& b, unsigned) {
    ar & b.data & b.SomeFloat;
}

使用這些，您將已經擁有 C 數組和 std::vector 方法的開箱即用的正確行為。

如果你想繼續使用固定大小的普通可復制類型²，你可以使用類似 Boost Container 的static_vector ：它會跟蹤當前的大小，但數據是在結構內部靜態分配的。

三重演示

這是一個三重演示程序，其中包含三個取決於IMPL變量的實現。

如您所見，大部分代碼保持不變。 但是，為了“最佳比較”，我已確保所有容器在序列化之前都處於一半容量 (50/25)。

主程序也反序列化。

住在 Coliru

#include <boost/iostreams/device/back_inserter.hpp>
#include <boost/iostreams/device/array.hpp>
#include <boost/iostreams/stream.hpp>

#include <boost/archive/binary_oarchive.hpp>
#include <boost/archive/binary_iarchive.hpp>

#include <boost/serialization/access.hpp>
#include <boost/serialization/is_bitwise_serializable.hpp>
#include <boost/serialization/binary_object.hpp>

#include <iostream>

#if (IMPL==0) // C arrays
    struct A {
        int Value[100]; 
        char SomeChar = 'a';
    };

    struct B {
        A data[50];
        float SomeFloat = 0.1f;
    };

    template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, A& a, unsigned) {
        ar & a.Value & a.SomeChar;
    }
    template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, B& b, unsigned) {
        ar & b.data & b.SomeFloat;
    }

#elif (IMPL==1) // std::vector
    #include <boost/serialization/vector.hpp>
    struct A {
        std::vector<int> Value;
        char SomeChar = 'a';
    };

    struct B {
        std::vector<A> data;
        float SomeFloat = 0.1f;
    };

    template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, A& a, unsigned) {
        ar & a.Value & a.SomeChar;
    }
    template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, B& b, unsigned) {
        ar & b.data & b.SomeFloat;
    }

#elif (IMPL==2) // static_vector
    #include <boost/serialization/vector.hpp>
    #include <boost/container/static_vector.hpp>
    struct A {
        boost::container::static_vector<int, 100> Value; 
        char SomeChar = 'a';
    };

    struct B {
        boost::container::static_vector<A, 50> data; 
        float SomeFloat = 0.1f;
    };

    template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, A& a, unsigned) {
        ar & boost::serialization::make_array(a.Value.data(), a.Value.size()) & a.SomeChar;
    }
    template <typename Ar> void serialize(Ar& ar, B& b, unsigned) {
        ar & boost::serialization::make_array(b.data.data(), b.data.size()) & b.SomeFloat;
    }

#endif

namespace bio = boost::iostreams;
static constexpr auto flags = boost::archive::archive_flags::no_header;
using BinaryData = std::vector</*unsigned*/ char>;

int main() {
    char const* impls[] = {"C style arrays", "std::vector", "static_vector"};
    std::cout << "Using " << impls[IMPL] << " implementation: ";
    BinaryData serialized_data;

    {
        B object = {};
#if IMPL>0
        {
            // makes sure all containers half-full
            A element;
            element.Value.resize(50);
            object.data.assign(25, element);
        }
#endif

        bio::stream<bio::back_insert_device<BinaryData>> os { serialized_data };
        boost::archive::binary_oarchive oa(os, flags);

        oa << object;
    }

    std::cout << "Size: " << serialized_data.size() << "\n";

    {
        bio::array_source as { serialized_data.data(), serialized_data.size() };
        bio::stream<bio::array_source> os { as };
        boost::archive::binary_iarchive ia(os, flags);

        B object;
        ia >> object;
    }
}

印刷

Using C style arrays implementation: Size: 20472
Using std::vector implementation: Size: 5256
Using static_vector implementation: Size: 5039

最后的想法

也可以看看：

• 提高序列化按位可序列化
• https://www.boost.org/doc/libs/1_72_0/libs/serialization/doc/wrappers.html#binaryobjects

---

¹（但請記住可移植性，因為您可能已經知道 POD 方法，請參閱C++ Boost::serialization : How do I archive a object in a program and restore it in another? ）

² 不是 POD，與 NSMI 一樣，您的類型不是 POD