持久化的對象，是已經(jīng)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫或保存到本地硬盤中的對象，我們稱之為持久化對象。下面介紹C++中的持久化對象。

持久對象（persistent objects）廣泛應(yīng)用于游戲、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多媒體以及圖形應(yīng)用程序中。目前C++并不直接支持持久性（persistence）（但有一些在C++未來版本中添加持久性和反射（reflection）的建議）。

持久對象可以在創(chuàng)建它的程序的作用域之外保持自身狀態(tài)。把對象寫入一個(gè)文件并在以后重建之，或者把對象傳送到一臺(tái)遠(yuǎn)程機(jī)器，就是這樣的例子。對持久性的支持并不象***眼看上去那樣簡單，同一對象的大小和內(nèi)存布局在不同的平臺(tái)上可能并不相同，而不同的字節(jié)次序（byte ordering），或稱為endian-ness，使事情更加復(fù)雜化。

在下文中我將討論如何實(shí)現(xiàn)持久性，而無須求助于DCOM和 CORBA之類的第三方框架。對于小型和可移植的應(yīng)用程序而言，這是一種有效并令人滿意的方案。

序列化（serialization）基礎(chǔ)

為了使一個(gè)對象持久存在，必須把它的狀態(tài)保存在非易失的存儲(chǔ)設(shè)備中?？紤]一個(gè)錄制和播放MP3文件的應(yīng)用程序，每首單曲都表示為一個(gè)包含標(biāo)題、唱片、歌手、時(shí)間、速率、錄制日期以及相應(yīng)的 MP3文件的對象，該應(yīng)用程序在跟蹤列表中顯示最近播放的曲目。你的目標(biāo)是通過序列化，也就是把對象寫入一個(gè)文件，使MP3對象成為持久對象，同時(shí)通過反序列化（deserialization）在下一個(gè) session中重建這些對象。

序列化內(nèi)置數(shù)據(jù)類型

每個(gè)對象最終都由內(nèi)置數(shù)據(jù)成員組成，如int, bool, char[]等等。你的***個(gè)任務(wù)是把這樣的類型寫入一個(gè)輸出文件流（ofstream）中。應(yīng)用程序必須這些值存儲(chǔ)為相應(yīng)的二進(jìn)制形式，基于這個(gè)目的，應(yīng)使用write() 和read() 成員函數(shù)。write() 以某個(gè)變量的地址和大小為參數(shù)，把該變量的位模式寫入一個(gè)文件流中。read() 的兩個(gè)參數(shù)為char*和long類型，分別指示內(nèi)存緩沖區(qū)的地址和字節(jié)大小。下面的例子演示如何在ofstream中保存兩個(gè)整數(shù)：

#include ＜fstream＞  
using namespace std;  
int main()  
{  
　int x,y; // mouse coordinates  
　// ..assign values to x and y  
　ofstream archive("coord.dat", ios::binary);  
　archive.write(reinterpret_cast＜char *＞(&x), sizeof (x));  
　archive.write(reinterpret_cast＜char *＞(&x), sizeof (x));  
　archive.close();  
} 

使用reinterpret_cast＜＞是必要的，因?yàn)閣rite()的***個(gè)參數(shù)類型為const char*，但&x和&y是int*類型。

以下代碼讀取剛才存儲(chǔ)的值：

#include ＜fstream＞  
using namespace std;  
int main()  
{  
　int x,y;  
　ifstream archive("coord.dat");  
　archive.read((reinterpret_cast＜char *＞(&x), sizeof(x));  
　archive.read((reinterpret_cast＜char *＞(&y), sizeof(y));  
}  

序列化對象

要序列化一個(gè)完整的對象，應(yīng)把每個(gè)數(shù)據(jù)成員寫入文件中：

class MP3_clip  
{  
　private:  
　std::time_t date;  
　std::string name;  
　int bitrate;  
　bool stereo;  
　public:  
void serialize();  
void deserialize();  
//..  
};  
void MP3_clip::serialize()  
{  
　int size=name.size();// store name's length  
　//empty file if it already exists before writing new data  
　ofstream arc("mp3.dat", ios::binary|ios::trunc);  
　arc.write(reinterpret_cast＜char *＞(&date),sizeof(date));  
　arc.write(reinterpret_cast＜char *＞(&size),sizeof(size));  
　arc.write(name.c_str(), size+1); // write final '\0' too  
　arc.write(reinterpret_cast＜char *＞(&bitrate),  
　sizeof(bitrate));  
　arc.write(reinterpret_cast＜char *＞(&stereo),  
　sizeof(stereo));  
} 

實(shí)現(xiàn)deserialize() 需要一些技巧，因?yàn)槟阈枰獮樽址峙湟粋€(gè)臨時(shí)緩沖區(qū)。做法如下：

void MP3_clip::deserialize()  
{  
　ifstream arce("mp3.dat");  
　int len=0;  
　char *p=0;  
　arc.read(reinterpret_cast＜char *＞(&date), sizeof(date));  
　arc.read(reinterpret_cast＜char *＞(&len), sizeof(len));  
　p=new char [len+1]; // allocate temp buffer for name  
　arc.read(p, len+1); // copy name to temp, including '\0'  
　name=p; // copy temp to data member  
　delete[] p;  
　arc.read(reinterpret_cast＜char *＞(&bitrate),  
　sizeof(bitrate));  
　arc.read(reinterpret_cast＜char *＞(&stereo),  
　sizeof(stereo));  
} 

性能優(yōu)化

你可能會(huì)感到迷惑，為什么不把整個(gè)對象一次性轉(zhuǎn)儲(chǔ)到文件中，而必須對每個(gè)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行序列化呢？換句話說，難道不能用下面的方式實(shí)現(xiàn)serialize() 嗎？

void MP3_clip::serialize()  
{  
　ofstream arc("mp3.dat", ios::binary|ios::trunc);  
　arc.write(reinterpret_cast＜char *＞(this),sizeof(*this));  
} 

不行，不能這樣做。這種方式至少存在兩個(gè)問題。通常，當(dāng)被序列化的對象還包含其它一些對象時(shí)，你不能簡單地把該對象轉(zhuǎn)儲(chǔ)到一個(gè)文件中并指望以后從中重建一個(gè)有效的對象。在我們的例子中，外層對象包含一個(gè)std::string成員，一個(gè)淺拷貝（shallow copy）操作會(huì)把std::string成員歸檔，但其值是時(shí)變的，意思是說每次運(yùn)行程序時(shí)都可能改變。

更糟的是，由于std::string事實(shí)上并不包含一個(gè)字符數(shù)組，而是一個(gè)指針，使用淺拷貝試圖重建原始字符串是不可能的。為克服這個(gè)問題，程序沒有序列化string對象，而是歸檔其含有的字符和長度。一般來說，指針，數(shù)組和句柄應(yīng)以相同的方式進(jìn)行處理。

另一個(gè)問題設(shè)計(jì)到多態(tài)對象。每個(gè)多態(tài)對象都含有一個(gè)vtpr，即一個(gè)指向虛擬函數(shù)地址分配表的隱藏指針。vtpr的值是時(shí)變的，如果你把整個(gè)多態(tài)對象轉(zhuǎn)儲(chǔ)到一個(gè)文件中，然后強(qiáng)行把歸檔后的數(shù)據(jù)添加到一個(gè)新的對象上，則其vptr可能無效并導(dǎo)致未定義的行為。再次提醒，解決方案是只對非時(shí)變的數(shù)據(jù)成員進(jìn)行序列化和反序列化。另一種方法是計(jì)算vptr的確切偏移量，在從文件重建對象時(shí)不要?jiǎng)铀Ｓ涀?，vptr的位置是與實(shí)現(xiàn)相關(guān)的，因此這樣的代碼是不可移植的。

小結(jié)

雖然C++不直接支持對象持久性，但手工實(shí)現(xiàn)它并不難，只要你遵從一些基本的準(zhǔn)則：首先把每個(gè)復(fù)合對象分解為原始數(shù)據(jù)類型，然后對這些原始數(shù)據(jù)類型進(jìn)行序列化。當(dāng)序列化數(shù)據(jù)時(shí)，記住要跳過時(shí)變的值。在反序列化過程中，讀取剛才存儲(chǔ)的值。處理string對象、數(shù)組和句柄需要一些技巧：總是要對它們解引用，存儲(chǔ)它們所指向的值。記住在一個(gè)單獨(dú)的字段中存儲(chǔ)string或數(shù)組的大小。

希望通過以上內(nèi)容的介紹，能夠給你帶來幫助。