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MFC 序列化机制

news 来源：原创 2024/5/20 13:56:27

文件操作相关类

序列化机制相关类

序列化机制使用

序列化机制执行过程

序列化类对象

文件操作相关类

CFile：文件操作类，封装了关于文件读写等操作，常见的方法：

CFile::Open：打开或者创建文件
CFile::Write/Read：写/读文件
CFile::Close：关闭文件
CFile::SeekToBegin/SeekToEnd/Seek：从开始/结束/任意位置设置文件读写位置

代码如下：

#include <afxwin.h>
#include <iostream>
using namespace std;
void File( ){CFile file;// 没有文件就创建，然后可读可写file.Open( "E:/MFC/Day07/file.txt", CFile::modeCreate|CFile::modeReadWrite );char str[] = "hello file";file.Write( str, strlen(str) );file.SeekToBegin( );// 设置文件读写位置char buf[256] = { 0 };long nLen = file.Read( buf, 255 ); // 返回值是实际读到的数据cout << buf << ' ' << nLen << endl;file.Close();
}
int main(){File();return 0;
}

序列化机制相关类

序列化作用：以二进制流形式读写硬盘文件，效率很高。

CFile：文件操作类，完成硬盘文件的读写操作
CArchive：归档类，完成内存数据的读写操作，维护了一个缓冲区

先把数据放到缓冲区，再放到硬盘上

序列化机制使用

序列化：往硬盘上写数据；

创建或打开文件 CFile::Open
定义归档类对象 CArchive ar；
数据序列化(存储/写) ar<<数据把数据读入缓冲区
关闭归档类对象，释放缓冲区
关闭文件

反序列化：从硬盘上读取数据。

打开文件 CFile::Open
定义归档类 CArchive ar;
数据反序列化(加载/读) ar>>变量
关闭文档类对象 ar.close()
关闭文件 CFile::Close()

代码如下：

#include <afxwin.h>
#include <iostream>
using namespace std;
void Store( ){//序列化（存储、写）数据CFile file;file.Open( "E:/MFC/Day07/serial.txt", CFile::modeCreate | CFile::modeWrite );CArchive ar(&file, CArchive::store, 4096);//归档类对象,维护缓冲区。long age = 18;ar << age;//将18保存当前指向的位置，并向后移动当前指向，相应字节数。float score = 88.5;ar << score;//将88.5保存当前指向的位置，并向后移动当前指向，相应字节数。CString name = "zhangsan";  ar << name;ar.Close( );file.Close( );
}
void Load( ){//反序列化（加载/读）CFile file;file.Open( "E:/MFC/day07/serial.txt", CFile::modeRead );CArchive ar( &file, CArchive::load, 4096 );//维护一个buff，大小4096字节long age;ar >> age;//当反序列化第一个数据时候，内部将文件中所有数据读入ar维护的buff中float score;ar >> score;//当反序列化后续数据时候，不需要到硬盘文件中读取，直接到ar维护的buff中读取CString name;ar >> name;//当反序列化后续数据时候，不需要到硬盘文件中读取，直接到ar维护的buff中读取ar.Close( );file.Close( );cout << age << ' ' << score << ' ' << name << endl;
}
int main(){Store( );Load( );return 0;
}

问题：数据一共16字节，为啥是17个字节

原因：首先排除\0，如果在内存中会有这个符号，但是再硬盘不会有。多出的一个字节是描述字符串大小的。前四个字节是Int，后四个字节是float，中间一个字节是字符串长度为8

Windows记事本解析文件是按照字符解析，所以前面的数字乱码了。

序列化机制执行过程

数据结构：

class CArchive
{	enum Mode;            // {store = 0,load = 1……}BOOL m_nMode;         // 访问方式int m_nBufSize;       // buff的大小CFile* m_pFile;       // 操作的文件对象BYTE* m_lpBufCur;     // 当前指向BYTE* m_lpBufMax;     // 终止指向BYTE* m_lpBufStart;   // 开始指向
}

CArchive ar(&file, CArchive::store, 4096); 构造函数伪代码如下：

CFile file;
file.Open( "E:/MFC/Day07/serial.txt", CFile::modeCreate | CFile::modeWrite );
CArchive ar(&file, CArchive::store, 4096) === CArchive::CArchive(&file，0， 4096)
{m_nMode = CArchive::store; // 0m_pFile = &file;//“E:/....serial.txt”m_nBufSize = 4096;m_lpBufStart = new BYTE[m_nBufSize];  // 开辟一块堆内存，指向首地址m_lpBufMax = m_lpBufStart + 4096;m_lpBufCur =  m_lpBufStart;
}

初始时

如何把数据存入缓冲区，伪代码如下：

long age = 18;
ar << age === CArchive::operator<<(age)//函数内部this为&ar
{if (m_lpBufCur + sizeof(LONG) > m_lpBufMax) {Flush();}*m_lpBufCur = age;m_lpBufCur += sizeof(LONG); 
} // 把18存入缓冲区，并且指针后移4个字节float score = 88.5;
ar << score === CArchive::operator<<(score)//函数内部this为&ar
{if (m_lpBufCur + sizeof(float) > m_lpBufMax) {Flush();}*m_lpBufCur = score;//88.5 m_lpBufCur += sizeof(float);
}CString name = "zhangsan";  
ar << name === CArchive::operator<<(name)//函数内部this为&ar
{AfxWriteStringLength(ar, 8 ){ar<<(unsigned char)nLength;//8}Write(name, 8)//函数内部this为&ar{memcpy_s(m_lpBufCur, (size_t)(m_lpBufMax - m_lpBufCur), name, 8);m_lpBufCur += 8;}
}

序列化三个数据后的缓冲区：

关闭文档类对象，释放缓冲区伪代码：把当前数据导入硬盘上，再重置当前指向

ar.Close( )//函数内部this为&ar
{Flush()//函数内部this为&ar{&file->Write(m_lpBufStart, ULONG(m_lpBufCur - m_lpBufStart));  // 往硬盘写数据m_lpBufCur = m_lpBufStart;//重置当前指向}
}

如何需要写入4个字节，但是只剩3个字节的空间，怎么办？

会调用flush()，把缓冲区的数据写入到硬盘空间，再重置当前指针指向。再重新写入数据，相当于从头覆盖写入。

序列化执行过程总结：

ar对象维护一个缓冲区
将各个数据依次序列化(存储)到ar对象维护的缓冲区中，并将m_lpBufCur的指针指向移动相应字节
如果ar维护的缓冲区不足，则将ar维护的缓冲区的数据写入硬盘文件，并重置m_lpBufCur为开始指向
当关闭ar对象时，将ar对象维护的缓冲区数据写入硬盘文件，并释放ar对象维护的缓冲区。

反序列化执行过程总结：

ar对象维护一个缓冲区
当反序列化第一个数据时，将文件数据全部读取到ar维护的缓冲区，并将第一个数据反序列化到第一个变量，并将m_lpBufCur移动相应的字节数
依次反序列化每个数据到变量中
当关闭ar对象时，释放ar维护的缓冲区

序列化类对象

序列化类对象的使用：

类必须派生自CObject
类内必须添加声明宏 DECLARE_SERIAL(theClass)
类外必须添加实现宏 IMPLEMENT_SERIAL(theClass,baseClass,1)
类必须重写虚函数 Serialize

当类具备以上四个条件时，类对象就可以序列化到文件保存了。

序列化类对象，除了要把类对象成员变量还有类对象的信息，类对象大小和版本等。

完整测试代码如下：

#include <afxwin.h>
#include <iostream>
using namespace std;class CMyDoc : public CDocument{DECLARE_SERIAL( CMyDoc )
public:CMyDoc(int age=0, float score=0.0, CString name=""):m_age(age),m_score(score),m_name(name){}int m_age;float m_score;CString m_name;virtual void Serialize( CArchive& ar );
};
IMPLEMENT_SERIAL( CMyDoc, CDocument, 1 )
void CMyDoc::Serialize( CArchive& ar ){if( ar.IsStoring() ){ar << this->m_age << this->m_score << this->m_name; //序列化基本类型变量  }else{ar >> m_age >> m_score >> m_name;//反序列化基本类型变量}
}
void Store( ){//序列化（存储、写）数据CFile file;file.Open("E:/MFC/Day08/serial.txt", CFile::modeCreate|CFile::modeWrite);CArchive ar(&file, CArchive::store, 4096);//归档类对象,维护缓冲区。CMyDoc data(18, 88.5, "zhangsan");ar << &data; //序列化对象，就是将对象的各个成员变量序列化。ar.Close( );file.Close( ); 
}
void Load( ){//反序列化（加载/读）CFile file;file.Open( "E:/MFC/day08/serial.txt", CFile::modeRead );CArchive ar( &file, CArchive::load, 4096 );//维护一个buff，大小4096字节CMyDoc* pdata = NULL;ar >> pdata;ar.Close( );file.Close( );cout << pdata->m_age << ' ' << pdata->m_score << ' ' << pdata->m_name << endl;
}
int main(){Store( );Load( );return 0;
}

测试结果：CMyDoc后面是成员变量的数据，前面是类对象信息

把 DECLARE_SERIAL( CMyDoc ) 宏展开

再进一步展开宏 _DECLARE_DYNCREATE

更进一步进入 _DECLARE_DYNAMIC

所以可以认为就是动态创建机制宏

实现宏展开

相当于动态创建机制加上一个操作符重载

下断点，分析一下类对象序列化执行

伪代码如下：

CFile file;
file.Open("E:/MFC/Day08/serial.txt", CFile::modeCreate|CFile::modeWrite);
CArchive ar(&file, CArchive::store, 4096);//归档类对象,维护缓冲区。
CMyDoc data(18, 88.5, "zhangsan");
ar << &data === operator<<(ar, const &data)
{ar.WriteObject(&data)//函数内部this为&ar{CRuntimeClass* pClassRef = &data->GetRuntimeClass();//文档类静态变量WriteClass(pClassRef);//将类的相关信息（类名/类大小/类版本）存入ar维护的buff中(&data)->Serialize(ar)//函数内部this为&data{ar << this->m_age << this->m_score << this->m_name; //序列化基本类型变量}}
}CFile file;
file.Open( "E:/MFC/day08/serial.txt", CFile::modeRead );
CArchive ar( &file, CArchive::load, 4096 );//维护一个buff，大小4096字节
CMyDoc* pdata = NULL;//????????????
ar >> pdata === operator>>(ar, pdata) 
{pdata = ar.ReadObject(RUNTIME_CLASS(CMyDoc))//函数内部this为&ar{CRuntimeClass* pClassRef = ReadClass(RUNTIME_CLASS(CMyDoc),...);//从文件读取 类的相关信息，和 RUNTIME_CLASS(CMyDoc)中信息进行比对，//如果相同返回RUNTIME_CLASS(CMyDoc),如果不同返回NULLCObject*pOb = RUNTIME_CLASS(CMyDoc)->CreateObject();//动态创建CMyDoc类的对象，并返回对象地址pOb->Serialize(ar)//函数内部this为刚刚创建的CMyDoc类对象（pOb）{ar >> m_age >> m_score >> m_name;//反序列化基本类型变量}return pOb;}
}