CArchive原理 自撰 2001年9月12日23:58
MFC 提供CArchive类实现数据的缓冲区读写，同时定义了类对象的存储与读取方案。
以下对CArchvie 的内部实现作分析。
1.概述
2.内部数据
3.基本数据读写
4.缓冲区的更新
5.指定长度数据段落的读写
6.字符串的读写
7.CObject派生对象的读写
1.概述
CArchive使用了缓冲区，即一段内存空间作为临时数据存储地，对CArchive的读写都先依次排列到此缓冲区，当缓冲区满或用户要求时，将此段整理后的数据读写到指定的存储煤质。
当建立CArchive对象时，应指定其模式是用于缓冲区读，还是用于缓冲区写。
可以这样理解，CArchive对象相当于铁路的货运练调度站，零散的货物被收集，当总量到达火车运量的时候，由火车装运走。
当接到火车的货物时，则货物由被分散到各自的货主。与货运不同的是，交货、取货是按时间循序执行的，而不是凭票据。因此必须保证送货的和取货的货主按同样的循序去存或取。
对于大型的货物，则是拆散成火车单位，运走，取货时，依次取各部分，组装成原物。
2.内部数据
缓冲区指针 BYTE* m_lpBufStart,指向缓冲区，这个缓冲区有可能是底层CFile(如派生类CMemFile)对象提供的，但一般是CArchive自己建立的。
缓冲区尾部指针 BYTE* m_lpBufMax;
缓冲区当前位置指针 BYTE* m_lpBufCur;
初始化时，如果是读模式,当前位置在尾部，如果是写模式，当前位置在头部:
m_lpBufCur = (IsLoading()) ? m_lpBufMax : m_lpBufStart;
3.基本数据读写
对于基本的数据类型，例如字节、双字等，可以直接使用">>"、"<<"符号进行读出、写入。
//操作符定义捕:
//插入操作
CArchive& operator<<(BYTE by);
CArchive& operator<<(WORD w);
CArchive& operator<<(LONG l);
CArchive& operator<<(DWORD dw);
CArchive& operator<<(float f);
CArchive& operator<<(double d);
CArchive& operator<<(int i);
CArchive& operator<<(short w);
CArchive& operator<<(char ch);
CArchive& operator<<(unsigned u);
//提取操作
CArchive& operator>>(BYTE& by);
CArchive& operator>>(WORD& w);
CArchive& operator>>(DWORD& dw);
CArchive& operator>>(LONG& l);
CArchive& operator>>(float& f);
CArchive& operator>>(double& d);
CArchive& operator>>(int& i);
CArchive& operator>>(short& w);
CArchive& operator>>(char& ch);
CArchive& operator>>(unsigned& u);
下面以双字为例，分析原码
双字的插入(写)
CArchive& CArchive::operator<<(DWORD dw)
{
if (m_lpBufCur + sizeof(DWORD) > m_lpBufMax) //缓冲区空间不够
Flush(); //缓冲区内容提交到实际存储煤质。
if (!(m_nMode & bNoByteSwap))
_AfxByteSwap(dw, m_lpBufCur); //处理字节顺序
else
*(DWORD*)m_lpBufCur = dw; //添入缓冲区
m_lpBufCur += sizeof(DWORD); //移动当前指针
return *this;
}
双字的提取(读)
CArchive& CArchive::operator>>(DWORD& dw)
{
if (m_lpBufCur + sizeof(DWORD) > m_lpBufMax) //缓冲区要读完了
FillBuffer(sizeof(DWORD) - (UINT)(m_lpBufMax - m_lpBufCur)); //重新读入内容到缓冲区
dw = *(DWORD*)m_lpBufCur; //读取双字
m_lpBufCur += sizeof(DWORD); //移动当前位置指针
if (!(m_nMode & bNoByteSwap))
_AfxByteSwap(dw, (BYTE*)&dw); //处理字节顺序
return *this;
}
4.缓冲区的更新
以上操作中，当缓冲区将插入满或缓冲区将提取空时，都将对缓冲区进行更新处理
缓冲区将插入致满时调用Flush();
void CArchive::Flush()
{
ASSERT_VALID(m_pFile);
ASSERT(m_bDirectBuffer || m_lpBufStart != NULL);
ASSERT(m_bDirectBuffer || m_lpBufCur != NULL);
ASSERT(m_lpBufStart == NULL ||
AfxIsValidAddress(m_lpBufStart, m_lpBufMax - m_lpBufStart, IsStoring()));
ASSERT(m_lpBufCur == NULL ||
AfxIsValidAddress(m_lpBufCur, m_lpBufMax - m_lpBufCur, IsStoring()));
if (IsLoading())
{
// unget the characters in the buffer, seek back unused amount
if (m_lpBufMax != m_lpBufCur)
m_pFile-> Seek(-(m_lpBufMax - m_lpBufCur), CFile::current);
m_lpBufCur = m_lpBufMax; // 指向尾
}
else //写模式
{
if (!m_bDirectBuffer)
{
// 内容写入到文件
if (m_lpBufCur != m_lpBufStart)
m_pFile-> Write(m_lpBufStart, m_lpBufCur - m_lpBufStart);
}
else
{
//如果是直接针对内存区域的的(例如CMemFile中) (只需移动相关指针，指向新的一块内存)
if (m_lpBufCur != m_lpBufStart)
m_pFile-> GetBufferPtr(CFile::bufferCommit, m_lpBufCur - m_lpBufStart);
// get next buffer
VERIFY(m_pFile-> GetBufferPtr(CFile::bufferWrite, m_nBufSize,
(void**)&m_lpBufStart, (void**)&m_lpBufMax) == (UINT)m_nBufSize);
ASSERT((UINT)m_nBufSize == (UINT)(m_lpBufMax - m_lpBufStart));
}
m_lpBufCur = m_lpBufStart; //指向缓冲区首
}
}
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2 楼free_card（痛并快乐着）回复于 2003-04-03 11:09:18 得分 0
缓冲区将提取空将调用GFileeBuffer,nBytesNeeded为当前剩余部分上尚有用的字节
void CArchive::FillBuffer(UINT nBytesNeeded)
{
ASSERT_VALID(m_pFile);
ASSERT(IsLoading());
ASSERT(m_bDirectBuffer || m_lpBufStart != NULL);
ASSERT(m_bDirectBuffer || m_lpBufCur != NULL);
ASSERT(nBytesNeeded > 0);
ASSERT(nBytesNeeded <= (UINT)m_nBufSize);
ASSERT(m_lpBufStart == NULL ||
AfxIsValidAddress(m_lpBufStart, m_lpBufMax - m_lpBufStart, FALSE));
ASSERT(m_lpBufCur == NULL ||
AfxIsValidAddress(m_lpBufCur, m_lpBufMax - m_lpBufCur, FALSE));
UINT nUnused = m_lpBufMax - m_lpBufCur;
ULONG nTotalNeeded = ((ULONG)nBytesNeeded) + nUnused;
// 从文件中读取
if (!m_bDirectBuffer)
{
ASSERT(m_lpBufCur != NULL);
ASSERT(m_lpBufStart != NULL);
ASSERT(m_lpBufMax != NULL);
if (m_lpBufCur > m_lpBufStart)
{
//保留剩余的尚未处理的部分，将它们移动到头
if ((int)nUnused > 0)
{
memmove(m_lpBufStart, m_lpBufCur, nUnused);
m_lpBufCur = m_lpBufStart;
m_lpBufMax = m_lpBufStart + nUnused;
}
// read to satisfy nBytesNeeded or nLeft if possible
UINT nRead = nUnused;
UINT nLeft = m_nBufSize-nUnused;
UINT nBytes;
BYTE* lpTemp = m_lpBufStart + nUnused;
do
{
nBytes = m_pFile-> Read(lpTemp, nLeft);
lpTemp = lpTemp + nBytes;
nRead += nBytes;
nLeft -= nBytes;
}
while (nBytes > 0 && nLeft > 0 && nRead < nBytesNeeded);
m_lpBufCur = m_lpBufStart;
m_lpBufMax = m_lpBufStart + nRead;
}
}
else
{
// 如果是针对内存区域(CMemFile),移动相关指针，指向新的一块内存
if (nUnused != 0)
m_pFile-> Seek(-(LONG)nUnused, CFile::current);
UINT nActual = m_pFile-> GetBufferPtr(CFile::bufferRead, m_nBufSize,
(void**)&m_lpBufStart, (void**)&m_lpBufMax);
ASSERT(nActual == (UINT)(m_lpBufMax - m_lpBufStart));
m_lpBufCur = m_lpBufStart;
}
// not enough data to fill request?
if ((ULONG)(m_lpBufMax - m_lpBufCur) < nTotalNeeded)
AfxThrowArchiveException(CArchiveException::endOfFile);
}
5.指定长度数据段落的读写
以下分析
UINT Read(void* lpBuf, UINT nMax); 读取长度为nMax的数据
void Write(const void* lpBuf, UINT nMax); 写入指定长度nMax的数据
对于大段数据的读写，先使用当前缓冲区中的内容或空间读取或写入，若这些空间够用了，则结束。
否则，从剩余的数据中找出最大的缓冲区整数倍大小的一块数据，直接读写到存储煤质(不反复使用缓冲区)。
剩余的余数部分，再使用缓冲区读写。
(说明:缓冲区读写的主要目的是将零散的数据以缓冲区大小为尺度来处理。对于大型数据，其中间的部分，不是零散的数据，使用缓冲区已经没有意思，故直接读写)
①读取
UINT CArchive::Read(void* lpBuf, UINT nMax)
{
ASSERT_VALID(m_pFile);
if (nMax == 0)
return 0;
UINT nMaxTemp = nMax; //还需要读入的长度，读入一部分，就减相应数值，直到此数值变为零
//处理当前缓冲区中剩余部分。
//如果要求读入字节小于缓冲区中剩余部分,则第一部分为要求读入的字节数，
//否则读入全部剩余部分
UINT nTemp = min(nMaxTemp, (UINT)(m_lpBufMax - m_lpBufCur));
memcpy(lpBuf, m_lpBufCur, nTemp);
m_lpBufCur += nTemp;
lpBuf = (BYTE*)lpBuf + nTemp; //移动读出内容所在区域的指针
nMaxTemp -= nTemp;
//当前缓冲区中剩余部分不够要求读入的长度。
//还有字节需要读，则需要根据需要执行若干次填充缓冲区，读出，直到读出指定字节。
if (nMaxTemp != 0)
{
//计算出去除尾数部分的字节大小(整数个缓冲区大小)
//对于这些部分，字节从文件对象中读出，放到输出缓冲区
nTemp = nMaxTemp - (nMaxTemp % m_nBufSize);
UINT nRead = 0;
UINT nLeft = nTemp;
UINT nBytes;
do
{
nBytes = m_pFile-> Read(lpBuf, nLeft); //要求读入此整数缓冲区部分大小
lpBuf = (BYTE*)lpBuf + nBytes;
nRead += nBytes;
nLeft -= nBytes;
}
while ((nBytes > 0) && (nLeft > 0)); 知道读入了预定大小，或到达文件尾
nMaxTemp -= nRead;
if (nRead == nTemp) //读入的字节等于读入的整数倍部分 该读最后的余数部分了
{
// 建立装有此最后余数部分的内容的CArchive的工作缓冲区。
if (!m_bDirectBuffer)
{
UINT nLeft = max(nMaxTemp, (UINT)m_nBufSize);
UINT nBytes;
BYTE* lpTemp = m_lpBufStart;
nRead = 0;
do
{
nBytes = m_pFile-> Read(lpTemp, nLeft); //从文件中读入到CArchive缓冲区
lpTemp = lpTemp + nBytes;
nRead += nBytes;
nLeft -= nBytes;
}
while ((nBytes > 0) && (nLeft > 0) && nRead < nMaxTemp);
m_lpBufCur = m_lpBufStart;
m_lpBufMax = m_lpBufStart + nRead;
}
else
{
nRead = m_pFile-> GetBufferPtr(CFile::bufferRead, m_nBufSize,
(void**)&m_lpBufStart, (void**)&m_lpBufMax);
ASSERT(nRead == (UINT)(m_lpBufMax - m_lpBufStart));
m_lpBufCur = m_lpBufStart;
}
//读出此剩余部分到输出
nTemp = min(nMaxTemp, (UINT)(m_lpBufMax - m_lpBufCur));
memcpy(lpBuf, m_lpBufCur, nTemp);
m_lpBufCur += nTemp;
nMaxTemp -= nTemp;
}
}
return nMax - nMaxTemp;
}
②保存,写入
void CArchive::Write(const void* lpBuf, UINT nMax)
{
if (nMax == 0)
return;
//读入可能的部分到缓冲区当前的剩余部分
UINT nTemp = min(nMax, (UINT)(m_lpBufMax - m_lpBufCur));
memcpy(m_lpBufCur, lpBuf, nTemp);
m_lpBufCur += nTemp;
lpBuf = (BYTE*)lpBuf + nTemp;
nMax -= nTemp;
if (nMax > 0) //还有未写入的部分
{
Flush(); //将当前缓冲区写入到存储煤质
//计算出整数倍缓冲区大小的字节数
nTemp = nMax - (nMax % m_nBufSize);
m_pFile-> Write(lpBuf, nTemp); //直接写到文件
lpBuf = (BYTE*)lpBuf + nTemp;
nMax -= nTemp;
//剩余部分添加到缓冲区
if (m_bDirectBuffer)
{
// sync up direct mode buffer to new file position
VERIFY(m_pFile-> GetBufferPtr(CFile::bufferWrite, m_nBufSize,
(void**)&m_lpBufStart, (void**)&m_lpBufMax) == (UINT)m_nBufSize);
ASSERT((UINT)m_nBufSize == (UINT)(m_lpBufMax - m_lpBufStart));
m_lpBufCur = m_lpBufStart;
}
// copy remaining to active buffer
ASSERT(nMax < (UINT)m_nBufSize);
ASSERT(m_lpBufCur == m_lpBufStart);
memcpy(m_lpBufCur, lpBuf, nMax);
m_lpBufCur += nMax;
}
}
6.字符串的读写
①CArchive提供的WriteString和ReadString
字符串写
void CArchive::WriteString(LPCTSTR lpsz)
{
ASSERT(AfxIsValidString(lpsz));
Write(lpsz, lstrlen(lpsz) * sizeof(TCHAR)); //调用Write，将字符串对应的一段数据写入
}
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