如何从序列化数据中“反序列化”派生类？

Question

如何从序列化数据中“反序列化”派生类？或者我应该说，有没有更好的方法将数据“反序列化”到派生类中？

例如，假设您有一个纯虚拟基类 (B)，它被其他三个类 X、Y 和 Z 继承。此外，我们有一个方法 serialize()，它将转换 X:B、Y :B 和 Z:B 转化为序列化数据。

通过这种方式，它可以通过套接字、命名管道等传输到远程进程。

我的问题是，我们如何从序列化的数据中创建一个合适的对象？

我能想到的唯一解决方案是在序列化数据中包含一个标识符，该标识符指示最终派生对象类型。接收者首先从序列化数据中解析派生类型字段，然后使用 switch 语句（或某种类似的逻辑）来调用适当的构造函数。

例如：

B deserialize( serial_data )
{
    parse the derived type from the serial_data

    switch (derived type)
        case X
            return X(serial_data)
        case Y
            return Y(serial_data)
        case Z
            return Z(serial_data)
}

所以在了解了派生对象类型之后，我们调用了适当的派生类型构造函数。

但是，这感觉很尴尬和麻烦。我希望有一种更雄辩的方式来做到这一点。有吗？

Answer 1

在记忆中： -------- 类型 1 { 字符型 a; 类型 b; }; 序列化（新类型 1（））； 序列化（忽略 { 和 ,）： -------------------------- type1id,len{chartypeid,adata,inttypeid,bdata}

我猜，在理想的序列化协议中，每个非原始类型都需要以 typeid,len 作为前缀。即使你序列化一个不是从任何东西派生的单一类型，你也会添加一个类型 id，因为另一端必须知道它得到什么类型（不管继承结构如何）。所以你必须在序列化中提到派生类id，因为从逻辑上它们是不同的类型。如果我错了，请纠正我。

Answer 2

事实上，这是一个比序列化更普遍的问题，称为Virtual Constructor。

传统的方法是Factory，它基于一个ID 返回正确的派生类型。有两种解决方案：

• switch 方法如您所见，但您需要在堆上分配
• prototype 方法

原型方法如下：

// Cloneability
class Base
{
public:
  virtual Base* clone() const = 0;
};

class Derived: public Base
{
public:
  virtual Derived* clone() const { return new Derived(*this); }
};

// Factory
class Factory
{
public:
  Base* get(std::string const& id) const;
  void set(std::string const& id, Base* exemplar);

private:
  typedef std::map < std::string, Base* > exemplars_type;
  exemplars_type mExemplars;
};

将Factory 设为单例有点传统，但这完全是另一回事。

为了适当的反序列化，如果你有一个虚拟方法deserialize 来调用对象会更容易。

编辑：工厂如何运作？

在 C++ 中，您无法创建您不知道的类型。因此，上面的想法是通过clone 方法将构建Derived 对象的任务交给Derived 类。

接下来是Factory。我们将使用map，它将一个“标签”（例如"Derived"）关联到一个对象的实例（比如这里的Derived）。

Factory factory;
Derived derived;
factory.set("Derived", &derived);

现在，当我们想要创建一个我们在编译时不知道类型的对象时（因为类型是动态决定的），我们将一个标签传递给工厂并要求一个对象作为回报。

std::unique_ptr<Base> base = factory.get("Derived");

在封面下，Factory 将找到与"Derived" 标签关联的Base*，并调用对象的clone 方法。这实际上将（在这里）创建一个运行时类型的对象Derived。

我们可以使用typeid 运算符来验证这一点：

assert( typeid(base) == typeid(Derived) );