boost序列化，原始C数组的反序列化

Posted 2023-02-16

【中文标题】boost序列化，原始C数组的反序列化

【英文标题】：boost serialization, deserialization of raw C arrays

【发布时间】：2013-12-15 16:47:00

【问题描述】：

我正在尝试序列化和反序列化原始 C 指针及其数据，示例如下。它似乎可以很好地序列化，但我不确定如何使其反序列化 - 当我反序列化它时，它只会因内存访问冲突异常而崩溃。我想是因为它不知道如何反序列化它，但是我在哪里指定呢？

使用向量不是一种选择，在非常大的原始数据量中它非常缓慢

#include <stdint.h>
#include <string>
#include <iostream>
#include <fstream>
#pragma warning (push) 
#pragma warning( disable : 4244 ) 
#include <boost/serialization/serialization.hpp>
#include <boost/serialization/vector.hpp>
#include <boost/serialization/string.hpp>
#include <boost/serialization/array.hpp>
#include <boost/archive/binary_oarchive.hpp>
#include <boost/archive/binary_iarchive.hpp>
#pragma warning (pop) 

struct Monkey

    uint32_t num;
    float* arr;

;


namespace boost

    namespace serialization
    
        template<class Archive>
        void serialize(Archive & ar, Monkey& m, const unsigned int version)
        
            ar & m.num;
            ar & make_array<float>(m.arr, m.num);
        
    



int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

    const char* name = "monkey.txt";

    
        Monkey m;
        m.num = 10;
        m.arr = new float[m.num];
        for (uint32_t index = 0; index < m.num; index++)
            m.arr[index] = (float)index;

        std::ofstream outStream(name, std::ios::out | std::ios::binary | std::ios::trunc);
        boost::archive::binary_oarchive oar(outStream);
        oar << (m);
    

    Monkey m;
    std::ifstream inStream(name, std::ios::in | std::ios::binary);     
    boost::archive::binary_iarchive iar(inStream);
    iar >> (m);

    return 0;

【参考方案1】：

我衷心推荐你在这里使用std::array 或std::vector，因为...你搞砸了:)

对于初学者，Monkey 不会初始化其成员。因此，加载最终会执行 load_binary 到任何指针值 m.arr 碰巧有。您如何期望反序列化“知道”您需要为此分配内存？你需要告诉它：

    template<class Archive>
    void serialize(Archive & ar, Monkey& m, const unsigned int version)
    
        ar & m.num;
        if (Archive::is_loading::value)
        
            assert(m.arr == nullptr);
            m.arr = new float[m.num];
        
        ar & make_array<float>(m.arr, m.num);
    

现在，让我们降低Monkey 的不安全性（通过添加初始化和销毁​​，也许最重要的是，禁止复制语义）：

struct Monkey

    uint32_t num;
    float* arr;

    Monkey() : num(0u), arr(nullptr) 

    Monkey(Monkey const&) = delete;
    Monkey& operator=(Monkey const&) = delete;
    ~Monkey()  delete[] arr; 
;

现在，您可以看到它起作用了：

#include <iostream>
#include <fstream>
#pragma warning(disable: 4244)
#include <boost/serialization/serialization.hpp>
#include <boost/archive/binary_oarchive.hpp>
#include <boost/archive/binary_iarchive.hpp>

struct Monkey

    uint32_t num;
    float* arr;

    Monkey() : num(0u), arr(nullptr) 

    Monkey(Monkey const&) = delete;
    Monkey& operator=(Monkey const&) = delete;
    ~Monkey()  delete[] arr; 
;

namespace boost

    namespace serialization
    
        template<class Archive>
        void serialize(Archive & ar, Monkey& m, const unsigned int version)
        
            ar & m.num;
            if (Archive::is_loading::value)
            
                assert(m.arr == nullptr);
                m.arr = new float[m.num];
            
            ar & make_array<float>(m.arr, m.num);
        
    


int main(int argc, char* argv[])

    const char* name = "monkey.txt";
    
        Monkey m;
        m.num = 10;
        m.arr = new float[m.num];
        for (uint32_t index = 0; index < m.num; index++)
            m.arr[index] = (float)index;

        std::ofstream outStream(name, std::ios::out | std::ios::binary | std::ios::trunc);
        boost::archive::binary_oarchive oar(outStream);
        oar << (m);
    

    Monkey m;
    std::ifstream inStream(name, std::ios::in | std::ios::binary);
    boost::archive::binary_iarchive iar(inStream);
    iar >> (m);

    std::copy(m.arr, m.arr + m.num, std::ostream_iterator<float>(std::cout, ";"));

打印

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【讨论】：

我开始写自己的答案，但@sehe 已经把所有代码和所有问题都放好了。我只能添加我的摘要，只是改写这里的内容：您真正的问题不是反序列化本身，而是内存管理。您没有指定 struct Monkey 如何分配、复制或释放它使用的内存。 Sehe 提供了两种干净的方法来解决这个内存管理问题（使用向量或添加/删除复制 ctor、dtor 等）。

【参考方案2】：

在反序列化时，m.arr 不会初始化为 10 个浮点数的数组，而是初始化为 float*。

将Monkey::arr 设为std::vector<float> 而不是float*。 Boost 序列化知道如何序列化和反序列化 C++ 标准库中的所有容器。

【讨论】：

我应该如何/在哪里分配这个内存，因为 m.num 可能是我在反序列化之前不知道的任意数字？

我不知道。但是您可以将Monkey::arr 设为std::vector<float> 而不是float*。 Boost 序列化知道如何序列化和反序列化 C++ 标准库中的所有容器。

很遗憾，我不能这样做；正如我在代码 sn-p 之前所写的那样，我正在处理大量数据（大量 3d 网格和图像数据）并且反序列化它太慢了（几分钟！）

我想不出任何理由为什么反序列化到数组应该比反序列化到 std::vector 更快（除了 boost 方面的编码极差，但这不太可能）。如果此时代码速度很快，那是因为您没有反序列化整个数组。

我完全同意奥斯瓦尔德。反序列化为向量会更慢是一个神话。一个完整的神话，因为库将甚至保证在加载数据之前使用实际尺寸调用.reserve(n)。并且 POD 类型使用优化的副本加载（相当于 memcpy）