C에서 복잡한 데이터 멤버가 있는 클래스를 직렬화 및 역직렬화하는 방법

소개

직렬화에는 객체의 상태를 저장하고 나중에 동일한 상태의 객체로 다시 재구성할 수 있는 바이트 스트림으로 변환하는 작업이 포함됩니다. 이 문서에서는 C에서 사용자 정의 데이터 유형의 멤버를 사용하여 클래스를 직렬화 및 역직렬화하는 방법에 대한 지침을 제공하고 최적의 속도, 이식성 및 메모리 효율성을 위한 구현 제안을 제공합니다.

직렬화 인터페이스 정의

적절한 직렬화 인터페이스는 직렬화(바이트로 변환) 및 역직렬화(바이트에서 재구성)를 위한 함수를 정의해야 합니다. 직렬화 함수에 권장되는 반환 유형은 바이트 벡터인 std::벡터입니다. deserialize 함수는 직렬화된 바이트를 입력으로 나타내는 범위 또는 스트림을 사용해야 합니다.

직렬화 인터페이스 예:

std::vector<uint8_t> serialize(Mango const& Man);
Mango deserialize(std::span<uint8_t const> data);

사용자 정의 데이터 유형 직렬화

사용자 정의 데이터 유형의 경우 해당 네임스페이스 내에서 사용자 정의 직렬화 함수를 정의합니다. 데이터 유형. 예를 들어 사용자 정의 데이터 유형 ValType:

namespace MangoLib {
    enum class ValType : uint8_t {
        #define UseValType
        #define Line(NAME, VALUE, STRING) NAME = VALUE
        Line(void_,   0, "void"),
        Line(int_,    1, "int"),
        Line(bool_,   2, "bool"),
        Line(string_, 3, "string"),
        #undef Line
        #undef UseValType
    };
}

이 유형의 경우 직렬화 함수를 정의합니다.

namespace MangoLib {
    template <typename Out>
    Out do_generate(Out out, ValType const& x) {
        using my_serialization_helpers::do_generate;
        return do_generate(out,
                           static_cast<std::underlying_type_t<ValType>>(x));
    }
}

필요에 따라 다른 사용자 정의 데이터 유형에 대해 유사한 직렬화 함수를 정의해야 합니다.

구현

다음 구현 제안에서는 속도, 이식성 및 메모리 효율성:

• 바이트 순서: 플랫폼별 일관된 바이트 순서 보장 필요한 경우 함수를 사용합니다.
• Endian-Neutral: 이식성을 보장하기 위해 플랫폼 중립 바이트 순서로 직렬화를 구현합니다.
• 문자열 표현: 문자열 직렬화를 사용자 정의하여 메모리와 속도를 최적화합니다.
• 컨테이너 용량: 최대값을 지정합니다. 효율적인 직렬화를 위해 지원되는 컨테이너 용량.

메모리 효율성

직렬화 중 메모리 사용을 최적화하려면:

• 피하십시오. 포인터: 포인터의 오버헤드를 방지하려면 값 유형이나 참조를 사용하세요.
• 비트 필드 및 패킹된 구조: 데이터를 긴밀하게 패킹하려면 비트 필드와 패킹된 구조를 사용하는 것이 좋습니다.
• 컨테이너 최적화 사용: 컨테이너를 사용할 때 용량 예약 및 사전 할당과 같은 최적화를 활용합니다.

속도 및 휴대성

최적의 속도와 휴대성을 위해 이식성:

• 기본 데이터 유형: 더 빠른 처리를 위해 기본 데이터 유형에 특수 직렬화 기능을 사용합니다.
• 다중 오버로드: 다중 제공 다양한 데이터 유형을 효율적으로 처리하기 위한 직렬화 함수의 오버로드.
• 헤더 전용 직렬화: msgpack 또는 시리얼과 같은 헤더 전용 직렬화 라이브러리를 사용하여 종속성 연결을 방지하세요.

추가 고려 사항

• 저장 형식: 직렬화된 데이터(파일, 네트워크, 메모리)의 대상 저장 형식을 결정합니다.
• 파일 IO: 더 쉬운 저장을 위해 파일 스트림에서 작동하는 직렬화 기능을 제공합니다.
• 단위 테스트: 정확성과 정확성을 위해 직렬화 및 역직렬화를 철저히 테스트합니다.

결론

이 문서에서는 클래스를 효율적으로 직렬화 및 역직렬화하기 위한 자세한 지침과 구현 제안을 제공합니다. C의 복잡한 데이터 멤버를 사용합니다. 속도, 이식성 및 메모리 효율성을 고려하여 애플리케이션의 특정 요구 사항을 충족하는 강력한 직렬화 솔루션을 개발할 수 있습니다.