MFC六大关键技术之永久保存(串行化)

MFC六大关键技术之永久保存(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！