Qt 对象序列化/反序列化

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背景

日常开发过程中，避免不了对象序列化和反序列化，如果你使用 Qt 进行开发，那么有一种方法实现起来非常简单和容易。

实现

我们知道 Qt 的元对象系统非常强大，基于此属性我们可以实现对象的序列化和反序列化操作。

比如有一个学生类，包含以下几个字段：学号、姓名、性别、出生日期等，定义如下类结构：

class DStudent : public QObject
{Q_OBJECTQ_PROPERTY(QString name READ name WRITE setName)Q_PROPERTY(QString number READ number WRITE setNumber)Q_PROPERTY(QString sex READ sex WRITE setSex)Q_PROPERTY(QDateTime birthday READ birthday WRITE setBirthda)
public:explicit DStudent(QObject *parent = nullptr);QString name() const;void setName(const QString &newName);QString number() const;void setNumber(const QString &newNumber);QString sex() const;void setSex(const QString &newSex);QDateTime birthday() const;void setBirthda(const QDateTime &newBirthday);//...

需要增加那些字段，只需要在上述属性位置继续追加即可，通过把需要反射的字段定义成属性，我们就可以遍历该类的元对象，进而获取其中的属性信息。

序列化 Json

QJsonObject DStudent::toJson()
{QJsonObject jsObj = KJsonHelp::object2Json(this);return jsObj;
}
bool DStudent::fromJson(const QJsonObject &jsObj)
{return KJsonHelp::json2Object(jsObj, this);
}

核心代码封装到工具类中，方便其它地方调用，详细实现如下：

QJsonObject KJsonHelp::object2Json(QObject *object)
{QJsonObject jsObj;if(nullptr == object){return jsObj;}const QMetaObject *pMetaObj = object->metaObject();for(int i = 0; i < pMetaObj->propertyCount(); i++){auto proName = pMetaObj->property(i).name();jsObj.insert(proName, QJsonValue::fromVariant(object->property(proName)));}if(jsObj.contains("objectName")){jsObj.remove("objectName");}return jsObj;
}bool KJsonHelp::json2Object(const QJsonObject &jsObj, QObject *object)
{if (jsObj.isEmpty() || nullptr == object){return false;}QStringList list;const QMetaObject *pMetaObj = object->metaObject();for(int i = 0; i < pMetaObj->propertyCount(); i++){list << pMetaObj->property(i).name();}QStringList jsonKeys = jsObj.keys();foreach(const QString &proName ,list){if(!jsonKeys.contains(proName) || jsObj.value(proName).isNull()){continue;}object->setProperty(proName.toLocal8Bit().data(), jsObj.value(proName));}return true;
}

任意一个继承 QObject的对象都可以获取到它的元对象，接着可以获取到属性个数，然后挨个进行遍历即可。

如果想序列化到其他格式的，比如XML，在上述方法中根据 XML 规则生成即可，这个不是本文的重点。

一些坑和注意点

当然了并不是所有的类型都支持这种方式自动生成字段的，一些特殊类型或者自定义的类需要自己特殊去实现。

我们可以在上述学生类中，继续添加新的测试属性字段，来看看输出的结果：

    // custome typeQ_PROPERTY(DScore sScore READ sScore WRITE setSScore)// test other typeQ_PROPERTY(int testInt READ testInt WRITE setTestInt)Q_PROPERTY(bool testBool READ testBool WRITE setTestBool)Q_PROPERTY(double testDouble READ testDouble WRITE setTestDouble)Q_PROPERTY(char testChar READ testChar WRITE setTestChar)Q_PROPERTY(QUrl testUrl READ testUrl WRITE setTestUrl)Q_PROPERTY(QVariant testV READ testV WRITE setTestV)Q_PROPERTY(QStringList testStringList READ testStringList WRITE setTestStringList)Q_PROPERTY(QRect testRect READ testRect WRITE setTestRect)Q_PROPERTY(QSize testSize READ testSize WRITE setTestSize)Q_PROPERTY(QPoint testPoint READ testPoint WRITE setTestPoint)Q_PROPERTY(QList<int> testIntList READ testIntList WRITE setTestIntList)Q_PROPERTY(QList<QString> testListString READ testListString WRITE setTestListString)

打印输出：

    qRegisterMetaType<DScore>("DScore");DStudent st;st.setName(QStringLiteral("法外狂徒张三"));st.setNumber("123456789");st.setSex(QStringLiteral("男"));st.setBirthda(QDateTime::currentDateTime());// test other typest.setTestInt(10);st.setTestBool(true);st.setTestV(12);st.setTestDouble(12.121212);st.setTestChar('k');        //->stringst.setTestUrl(QUrl("http://kevinlq.com/")); // -> stringst.setTestStringList(QStringList() << "stringList1" << "stringList2");st.setTestRect(QRect(10,10,10,10));             // nullst.setTestSize(QSize(10,10));                   // nullst.setTestPoint(QPoint(10, 10));                // nullst.setTestIntList({11, 12});                    // nullst.setTestListString({"kevinlq", "devstone"});  // nullDScore score;score.setName("computer");score.setNumber("001");st.setSScore(score);                            // nullqDebug() << "st:" << st.toJson();

st: QJsonObject({"birthday":"2023-08-05T19:33:14.815","name":"法外狂徒张三","number":"123456789","sScore":null,"sex":"男","testBool":true,"testChar":"k","testDouble":12.121212,"testInt":10,"testIntList":null,"testListString":null,"testPoint":null,"testRect":null,"testSize":null,"testStringList":["stringList1","stringList2"],"testUrl":"http://kevinlq.com/","testV":12})

可以看到很多字段的值是 null，出现这种问题表示这个类型目前无法直接自动生成，如果你缺失需要这种结构，那么需要自行在序列化函数中进行特殊处理，比如自定义的类型处理:

QJsonObject DStudent::toJson()
{QJsonObject jsObj = KJsonHelp::object2Json(this);jsObj.insert("sScore", m_sScore.toJson());return jsObj;
}

上述对定义的课程类，进行了特殊处理,再次编译后，输出的结果如下：

{"birthday": "2023-08-05T23:27:00.757","name": "法外狂徒张三","number": "123456789","sScore": {"name": "computer","number": "001"}
}

可以看到正常输出了我们需要的类型，其他类型可以照葫芦画瓢。

进阶

是不是发现问题了，随着你的类属性字段越来越多，手写这么多字段肯定非常累，能否自动生成这些重复的代码呢，答案是可以的，结合前面的文章，就可以编写一份更加紧凑的代码了，详细见这里 http://kevinlq.com/2023/01/16/generateProperty/

总结

序列化其实有很应用场景，以下是工作站经常使用的小 case：

  • 持久化保存类对象，及保存数据到本地磁盘；
  • socket 传输数据，需要把 json/xml/other 类型转为对象，用对象进行业务处理；
  • 数据库操作：从 db 中读取出来的值序列化成对象，方便业务进行处理(使用 ORM 框架例外)
  • 和界面交互，比如界面使用 QML 编写，那么大部分超场景会使用到 JSON。
  • 其他：待补充……

参考文档

  • c++自动生成get/set方法

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