C++ Cereal 库使用指南
Cereal 是一个轻量级的 C++ 序列化库,用于将对象序列化为二进制、XML 或 JSON 格式,以及从这些格式反序列化。它支持标准库类型和用户自定义类型的序列化,且无需修改原有类定义。
基本用法
1. 安装与包含
#include <cereal/archives/binary.hpp>
#include <cereal/types/vector.hpp> // 包含对vector的支持
#include <cereal/types/string.hpp> // 包含对string的支持
2. 基本序列化/反序列化
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <vector>
struct MyData {
int x;
double y;
std::string z;
std::vector<int> nums;
// 序列化函数模板
template<class Archive>
void serialize(Archive & archive) {
archive(x, y, z, nums); // 序列化所有成员
}
};
int main() {
MyData data1{42, 3.14, "hello", {1, 2, 3}};
// 序列化到文件
{
std::ofstream os("data.bin", std::ios::binary);
cereal::BinaryOutputArchive archive(os);
archive(data1); // 写入数据
}
// 从文件反序列化
MyData data2;
{
std::ifstream is("data.bin", std::ios::binary);
cereal::BinaryInputArchive archive(is);
archive(data2); // 读取数据
}
std::cout << data2.x << ", " << data2.y << ", " << data2.z << std::endl;
return 0;
}
高级特性
1. 分离加载和保存
struct MyClass {
int a;
std::string b;
template<class Archive>
void save(Archive & archive) const {
archive(a, b);
}
template<class Archive>
void load(Archive & archive) {
archive(a, b);
}
};
2. 版本控制
struct VersionedData {
int x;
std::string y;
template<class Archive>
void serialize(Archive & ar, const std::uint32_t version) {
ar(x, y);
if(version >= 2) {
// 版本2新增的字段
}
}
};
// 注册版本
CEREAL_CLASS_VERSION(VersionedData, 2)
3. 指针和智能指针
struct Node {
int value;
std::shared_ptr<Node> next;
template<class Archive>
void serialize(Archive & ar) {
ar(value, next);
}
};
4. 继承
struct Base {
int x;
template<class Archive>
void serialize(Archive & ar) {
ar(x);
}
};
struct Derived : Base {
double y;
template<class Archive>
void serialize(Archive & ar) {
ar(cereal::base_class<Base>(this), y);
}
};
不同格式支持
1. 二进制格式
#include <cereal/archives/binary.hpp>
// 输出
std::ofstream os("data.bin", std::ios::binary);
cereal::BinaryOutputArchive archive(os);
archive(data);
// 输入
std::ifstream is("data.bin", std::ios::binary);
cereal::BinaryInputArchive archive(is);
archive(data);
2. JSON格式
#include <cereal/archives/json.hpp>
// 输出
std::ofstream os("data.json");
cereal::JSONOutputArchive archive(os);
archive(cereal::make_nvp("MyData", data)); // 使用命名
// 输入
std::ifstream is("data.json");
cereal::JSONInputArchive archive(is);
archive(data);
3. XML格式
#include <cereal/archives/xml.hpp>
// 输出
std::ofstream os("data.xml");
cereal::XMLOutputArchive archive(os);
archive(cereal::make_nvp("MyData", data));
// 输入
std::ifstream is("data.xml");
cereal::XMLInputArchive archive(is);
archive(data);
实际应用示例
1. 序列化自定义类
class Person {
public:
Person() = default;
Person(std::string n, int a) : name(n), age(a) {}
private:
std::string name;
int age;
std::vector<std::string> friends;
friend class cereal::access;
template<class Archive>
void serialize(Archive & ar) {
ar(name, age, friends);
}
};
2. 序列化STL容器
std::map<int, std::string> myMap = {{1, "one"}, {2, "two"}};
std::vector<double> myVec = {1.1, 2.2, 3.3};
{
std::ofstream os("container.bin", std::ios::binary);
cereal::BinaryOutputArchive archive(os);
archive(myMap, myVec);
}
3. 多态类型序列化
struct Base {
virtual void foo() = 0;
virtual ~Base() = default;
template<class Archive>
void serialize(Archive & ar) {}
};
struct Derived : Base {
int x;
void foo() override {}
template<class Archive>
void serialize(Archive & ar) {
ar(cereal::base_class<Base>(this), x);
}
};
// 注册多态类型
CEREAL_REGISTER_TYPE(Derived)
注意事项
-
默认构造函数:反序列化的类必须有可访问的默认构造函数
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内存管理:序列化原始指针时需要特别小心,推荐使用智能指针
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版本兼容性:修改类结构后,旧版本数据可能无法正确反序列化
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性能:二进制格式通常比文本格式更高效
-
可移植性:二进制数据在不同平台间可能存在兼容性问题
Cereal 是一个强大而灵活的序列化库,通过简单的接口实现了复杂对象的序列化功能,非常适合需要持久化或网络传输C++对象的场景。
深入学习链接(参考🔗)C++序列化Cereal库的使用-CSDN博客