持久化的對象，是已經(jīng)存儲到數(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）廣泛應用于游戲、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多媒體以及圖形應用程序中。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)。把對象寫入一個文件并在以后重建之，或者把對象傳送到一臺遠程機器，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，使事情更加復雜化。

在下文中我將討論如何實現(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)

為了使一個對象持久存在，必須把它的狀態(tài)保存在非易失的存儲設備中。考慮一個錄制和播放MP3文件的應用程序，每首單曲都表示為一個包含標題、唱片、歌手、時間、速率、錄制日期以及相應的 MP3文件的對象，該應用程序在跟蹤列表中顯示最近播放的曲目。你的目標是通過序列化，也就是把對象寫入一個文件，使MP3對象成為持久對象，同時通過反序列化（deserialization）在下一個 session中重建這些對象。

序列化內(nèi)置數(shù)據(jù)類型

每個對象最終都由內(nèi)置數(shù)據(jù)成員組成，如int, bool, char[]等等。你的***個任務是把這樣的類型寫入一個輸出文件流（ofstream）中。應用程序必須這些值存儲為相應的二進制形式，基于這個目的，應使用write() 和read() 成員函數(shù)。write() 以某個變量的地址和大小為參數(shù)，把該變量的位模式寫入一個文件流中。read() 的兩個參數(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，因為write()的***個參數(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

要序列化一個完整的對象，應把每個數(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));  
} 

實現(xiàn)deserialize() 需要一些技巧，因為你需要為字符串分配一個臨時緩沖區(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

你可能會感到迷惑，為什么不把整個對象一次性轉(zhuǎn)儲到文件中，而必須對每個數(shù)據(jù)成員進行序列化呢？換句話說，難道不能用下面的方式實現(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問題。通常，當被序列化的對象還包含其它一些對象時，你不能簡單地把該對象轉(zhuǎn)儲到一個文件中并指望以后從中重建一個有效的對象。在我們的例子中，外層對象包含一個std::string成員，一個淺拷貝（shallow copy）操作會把std::string成員歸檔，但其值是時變的，意思是說每次運行程序時都可能改變。

更糟的是，由于std::string事實上并不包含一個字符數(shù)組，而是一個指針，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)組和句柄應以相同的方式進行處理。

另一個問題設計到多態(tài)對象。每個多態(tài)對象都含有一個vtpr，即一個指向虛擬函數(shù)地址分配表的隱藏指針。vtpr的值是時變的，如果你把整個多態(tài)對象轉(zhuǎn)儲到一個文件中，然后強行把歸檔后的數(shù)據(jù)添加到一個新的對象上，則其vptr可能無效并導致未定義的行為。再次提醒，解決方案是只對非時變的數(shù)據(jù)成員進行序列化和反序列化。另一種方法是計算vptr的確切偏移量，在從文件重建對象時不要動它。記住，vptr的位置是與實現(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，但手工實現(xiàn)它并不難，只要你遵從一些基本的準則：首先把每個復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)類型進行序列化。當序列化數(shù)據(jù)時，記住要跳過時變的值。在反序列化過程中，讀取剛才存儲的值。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，存儲它們所指向的值。記住在一個單獨的字段中存儲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。