MFC六大关键技术(第四部分)——永久保存（串行化）

MFC 六大关键技术 ( 第四部分 ) ——永久保存（串行化）

先用一句话来说明永久保存的重要：弄懂它以后，你就越来越像个程序员了！

如果我们的程序不需要永久保存，那几乎可以肯定是一个小玩儿。那怕我们的记事本、画图等小程序，也需要保存才有真正的意义。

对于 MFC 的很多地方我不甚满意，总觉得它喜欢拿一组低能而神秘的宏来故弄玄虚，但对于它的连续存储（ serialize ）机制，却是我十分钟爱的地方。在此，可让大家感受到面向对象的幸福。

MFC 的连续存储（ serialize ）机制俗称串行化。“在你的程序中尽管有着各种各样的数据， serialize 机制会象流水一样按顺序存储到单一的文件中，而又能按顺序地取出，变成各种不同的对象数据。”不知我在说上面这一句话的时候，大家有什么反应，可能很多朋友直觉是一件很简单的事情，只是说了一个“爽”字就没有下文了。

要 实现象流水一样存储其实是一个很大的难题。试想，在我们的程序里有各式各样的对象数据。如画图程序中，里面设计了点类，矩形类，圆形类等等，它们的绘图方 式及对数据的处理各不相同，用它们实现了成百上千的对象之后，如何存储起来？不想由可，一想头都大了：我们要在程序中设计函数 store() ，在我们单击“文件 / 保存”时能把各对象往里存储。那么这个 store() 函数要神通广大，它能清楚地知道我们设计的是什么样的类，产生什么样的对象。大家可能并不觉得这是一件很困难的事情，程序有能力知道我们的类的样子，对象也不过是一块初始化了存储区域罢了。就把一大堆对象“转换”成磁盘文件就行了。

即使上面的存储能成立，但当我们单击“文件 / 打开”时，程序当然不能预测用户想打开哪个文件，并且当打开文件的时候，要根据你那一大堆垃圾数据 new 出数百个对象，还原为你原来存储时的样子，你又该怎么做呢？

试 想，要是我们有一个能容纳各种不同对象的容器，这样，用户用我们的应用程序打开一个磁盘文件时，就可以把文件的内容读进我们程序的容器中。把磁盘文件读进 内存，然后识别它“是什么对象”是一件很难的事情。首先，保存过程不像电影的胶片，把景物直接映射进去，然后，看一下胶片就知道那是什么内容。可能有朋友 说它象录像磁带，拿着录像带我们看不出里面变化的磁场信号，但经过录像机就能把它还原出来。

其实不是这样的，比如保存一个矩形，程序并不是把矩形本身按点阵存储到磁盘中，因为我们绘制矩形的整个过程只不过是调用一个 GDI 函数罢了。它保存只是坐标值、线宽和某些标记等。程序面对“ 00 FF ”这样的东西，当然不知道它是一个圆或是一个字符！

拿 刚才录像带的例子，我们之所以能最后放映出来，前提我们知道这对象是“录像带”，即确定了它是什么类对象。如果我们事先只知道它“里面保存有东西，但不知 道它是什么类型的东西”，这就导致我们无法把它读出来。拿录像带到录音机去放，对录音机来说，那完全是垃圾数据。即是说，要了解永久保存，要对动态创建有 深刻的认识。

现在大家可以知道困难的根源了吧。我们在写程序的时候，会不断创造新的类，构造新的对象。这些对象，当然是旧的类对象（如 MyDocument ）从未见过的。那么，我们如何才能使文档对象可以保存自己新对象呢，又能动态创建自己新的类对象呢？

许多朋友在这个时候想起了 CObject 这个类，也想到了虚函数的概念。于是以为自己“大致了解”串行化的概念。他们设想：“我们设计的 MyClass （我们想用于串行化的对象）全部从 CObject 类派生， CObject 类对象当然是 MyDocument 能认识的。”这样就实现了一个目的：本来 MyDocument 不能识别我们创建的 MyClass 对象，但它能识别CObject 类对象。由于 MyClass 从 CObject 类派生，我产的新类对象“是一个 CObject ”，所以 MyDocument 能把我们的新对象当作 CObiect 对象读出。或者根据书本上所说的：打开或保存文件的时候， MyDocument 会调用 Serialize （）， MyDocument 的 Serialize （）函会呼叫我们创建类的 Serialize 函数 [ 即是在MyDocument Serialize （）中调用：m_pObject -> Serialize() ，注意：在此m_pObject 是CObject 类指针，它可以指向我们设计的类对象] 。最终结果是 MyDocument 的读出和保存变成了我们创建的类对象的读出和保存，这种认识是不明朗的。

有意思还有，在网上我遇到几位自以为懂了 Serialize 的朋友，居然不约而同的犯了一个很低级得让人不可思议的错误。他们说： Serialize 太简单了！ Serialize （）是一个虚函数，虚函数的作用就是“优先派生类的操作”。所以 MyDocument 不实现 Serialize （）函数，留给我们自己的 MyClass 对象去调用 Serialize （）……真是哭笑不得，我们创建的类 MyClass 并不是由 MyDocument 类派生， Serialize （）函数为虚在 MyDocument 和 MyClass 之间没有任何意义。 MyClass 产生的 MyObject 对象仅仅是 MyDocument 的一个成员变量罢了。

话说回来，由于 MyClass 从 CObject 派生，所以CObject 类型指针能指向 MyClass 对象，并且能够让 MyClass 对象执行某些函数（特指重载的 CObject 虚函数），但前提必须在 MyClass 对象实例化了，即在内存中占领了一块存储区域之后。不过，我们的问题恰恰就是在应用程序随便打开一个文件，面对的是它不认识的 MyClass 类，当然实例化不了对象。

幸好我们在上一节课中懂得了动态创建。即想要从CObject 派生的MyClass 成为可以动态创建的对象只要用到DECLARE_DYNAMIC/IMPLEMENT_DYNAMIC 宏就可以了（注意：最终可以Serialize 的对象仅仅用到了DECLARE_SERIAL/IMPLEMENT_SERIAL 宏，这是因为DECLARE_SERIAL/IMPLEMENT_SERIAL 包含了DECLARE_DYNAMIC/IMPLEMENT_DYNAMIC 宏）。

从解决上面的问题中，我们可以分步理解了：

1、   Serialize 的目的：让 MyDocument 对象在执行打开 / 保存操作时，能读出（构造）和保存它不认的 MyClass 类对象。

2、   MyDocument 对象在执行打开 / 保存操作时会调用它本身的 Serialize （）函数。但不要指望它会自动保存和读出我们的 MyClass 类对象。这个问题很容易解决，就直接在 MyDocument:: Serialize （）{

// 在此函数调用MyClass 类的Serialize （）就行了！即

MyObject. Serialize （）;       

}

3、   我们希望 MyClass 对象为可以动态创建的对象，所以要求在MyClass 类中加上DECLARE_DYNAMIC/IMPLEMENT_DYNAMIC 宏。

但目前的Serialize 机制还很抽象。我们仅仅知道了表面上的东西，实际又是如何的呢？下面作一个简单深刻的详解。

先看一下我们文档类的Serialize （）

void CMyDoc::Serialize(CArchive& ar)

{

    if (ar.IsStoring())

    {

        // TODO: add storing code here

    }

    else

    {

        // TODO: add loading code here

    }

}

目前这个子数什么也没做（没有数据的读出和写入），CMyDoc 类正等待着我们去改写这个函数。现在假设CMyDoc 有一个MFC 可识别的成员变量m_MyVar, 那么函数就可改写成如下形式：

void CMyDoc::Serialize(CArchive& ar)

{

    if (ar.IsStoring())     // 读写判断

    {

        ar<<m_MyVar;        // 写

    }

    else

    {

        ar>>m_MyVar;        // 读

    }

}

许多网友问：自己写的类（即 MFC 未包含的类）为什么不行？我们在 CMyDoc 里包含自写类的头文件MyClass.h ，这样CMyDoc 就认识MyDoc 类对象了。这是一般常识性的错误，MyDoc 类认识MyClass 类对象与否并没有用，关键是CArchive 类，即对象ar 不认识MyClass （当然你梦想重写CArchive 类当别论）。“>> ”、“<< ”都是CArchive 重载的操作符。上面ar>>m_MyVar 说白即是在执行一个以ar 和m_MyVar 为参数的函数，类似于function(ar,m_MyVar) 罢了。我们当然不能传递一个它不认识的参数类型，也因此不会执行function(ar,m_MyObject) 了。

[ 注：这里我们可以用指针。让MyClass 从Cobject 派生，一切又起了质的变化，假设我们定义了：MyClass *pMyClass = new MyClass; 因为MyClass 从CObject 派生，根据虚函数原理，pMyClass 也是一个CObject* ，即pMyClass 指针是CArchive 类可认识的。所以执行上述function(ar, pMyClass) ，即ar << pMyClass 是没有太多的问题（在保证了MyClass 对象可以动态创建的前提下）。]

 

回过头来，如果想让 MyClass 类对象能 Serialize ，就得让MyClass 从CObject 派生，Serialize （）函数在CObject 里为虚，MyClass 从CObject 派生之后就可以根据自己的要求去改写它，象上面改写CMyDoc::Serialize （）方法一样。这样MyClass 就得到了属于MyClass 自己特有的Serialize （）函数。

现在，程序就可以这样写：

……

#include “MyClass.h”

……

void CMyDoc::Serialize(CArchive& ar)

{

    // 在此调用 MyClass 重写过的 Serialize()

    m_MyObject. Serialize(ar);      // m_MyObject 为 MyClass 实例

}

至此，串行化工作就算完成了，一即简单直观：从 CObject 派生自己的类，重写 Serialize （） 。在此过程中，我刻意安排：在没有用到 DECLARE_SERIAL/IMPLEMENT_SERIAL 宏，也没有用到CArray 等模板类的前提下就完成了串行化的工作。我看过某些书，总是一开始就讲DECLARE_SERIAL/IMPLEMENT_SERIAL 宏或马上用CArray 模板，让读者觉得串行化就是这两个东西，导致许多朋友因此找不着北。

大家看到了，没有DECLARE_SERIAL/IMPLEMENT_SERIAL 宏和CArray 等数据结构模板也依然可以完成串行化工作。

 

现在可以腾出时间讲一下大家觉得十分抽象的 CArchive 。我们先看以下程序（注：以下程序包含动态创建等，请包含DECLARE_SERIAL/IMPLEMENT_SERIAL 宏）

void MyClass ::Serialize(CArchive& ar)

{

    if (ar.IsStoring())     // 读写判断

    {

        ar<< m_pMyVar;      // 问题：ar 如何把m_pMyVar 所指的对象变量保存到磁盘？

    }

    else

    {

        pMyClass = new MyClass; // 准备存储空间

        ar>> m_pMyVar;     

    }

}

要回答上面的问题，即“ ar<<XXX ”的问题。和 我们得看一下模拟 CArchive 的代码。

“ar<<XXX ”是执行CArchive 对运算符“<< ”的重载动作。ar 和XXX 都是该重载函数中的一参数而已。函数大致如下：

CArchive& operator<<( CArchive& ar, const CObject* pOb)

{

    …………

        // 以下为CRuntimeClass 链表中找到、识别pOb 资料。

        CRuntimeClass* pClassRef = pOb->GetRuntimeClass();

        // 保存pClassRef 即类信息（略）

       

        ((CObject*)pOb)->Serialize();// 保存MyClass 数据

    …………

}

从上面可以看出，因为 Serialize() 为虚函数，即“ar<<XXX ”的结果是执行了XXX 所指向对象本身的Serialize() 。对于“ar>>XXX ”，虽然不是“ar<<XXX ”逆过程，大家可能根据动态创建和虚函数的原理料想到它。

至此，永久保存算是写完了。在此过程中，我一直努力用最少的代码，详尽的解释来说明问题。以前我为本课题写过一个版本，并在几个论坛上发表过，但不知怎么在网上遗失（可能被删除）。所以这篇文章是我重写的版本。记得第一个版本中，我是对DECLARE_SERIAL/IMPLEMENT_SERIAL 和可串行化的数组及链表对象说了许多。这个版本中我对DECLARE_SERIAL/IMPLEMENT_SERIAL 其中奥秘几乎一句不提，目的是让大家能找到中心，有更简洁的永久保存的概念，我觉得这种感觉很好！

摘自：http://blog.csdn.net/liyi268/archive/2006/03/13/623367.aspx