تسلسل الكائنات في C++: المكتبات والطرق وأمثلة الكود

تسلسل الكائنات في C++: دليل شامل

التسلسل هو عملية تحويل هياكل البيانات المعقدة (كائنات الفئات، الحاويات) إلى تنسيق تسلسلي (تيار بايت، سلسلة JSON، XML) مناسب للحفظ في ملف أو النقل عبر الشبكة. العملية العكسية - إلغاء التسلسل - تستعيد الكائن من هذا التنسيق. في C++، حيث لا يوجد انعكاس مدمج، يتطلب التسلسل وصفًا يدويًا أو استخدام مكتبات متخصصة. في هذه المقالة، سنستعرض الطرق الرئيسية وأفضل الأدوات للتسلسل في C++.

لماذا نحتاج التسلسل؟

• حفظ الحالة - تسجيل حفظ اللعبة، إعدادات التطبيق.
• التفاعل الشبكي - نقل الكائنات بين العميل والخادم.
• التخزين المؤقت - حفظ نتائج الحسابات في ملف.
• تبادل البيانات - التكامل مع لغات أخرى (JSON، Protobuf).

المكتبات الشائعة للتسلسل في C++

1. Boost.Serialization

مكتبة كلاسيكية من مجموعة Boost. تدعم التسلسل الثنائي والنصي وXML. تتطلب إضافة طرق serialize أو save/load بشكل صريح.

#include <boost/archive/text_oarchive.hpp>#include <boost/archive/text_iarchive.hpp>#include <fstream>

class Person {public:    std::string name;    int age;        template<class Archive>    void serialize(Archive& ar, const unsigned int version) {        ar & name;        ar & age;    }};

// حفظvoid save(const Person& p) {    std::ofstream ofs("person.txt");    boost::archive::text_oarchive oa(ofs);    oa << p;}

// تحميلPerson load() {    Person p;    std::ifstream ifs("person.txt");    boost::archive::text_iarchive ia(ifs);    ia >> p;    return p;}

2. Cereal

مكتبة حديثة وخفيفة (ملفات رأس فقط). تدعم JSON، XML، التنسيق الثنائي. لا تتطلب وراثة من الفئات الأساسية. مناسبة تمامًا للمشاريع التي لا تحتاج إلى Boost بأكمله.

#include <cereal/archives/json.hpp>#include <cereal/types/string.hpp>#include <cereal/types/vector.hpp>#include <fstream>

struct Student {    std::string name;    std::vector<int> grades;        template<class Archive>    void serialize(Archive& ar) {        ar(CEREAL_NVP(name), CEREAL_NVP(grades));    }};

// حفظ إلى JSONvoid saveStudent(const Student& s) {    std::ofstream ofs("student.json");    cereal::JSONOutputArchive archive(ofs);    archive(CEREAL_NVP(s));}

// تحميل من JSONStudent loadStudent() {    Student s;    std::ifstream ifs("student.json");    cereal::JSONInputArchive archive(ifs);    archive(s);    return s;}

3. nlohmann/json (JSON لـ C++ الحديثة)

ليست مكتبة تسلسل بالمعنى الكلاسيكي، ولكنها تسمح بتحويل الكائنات بسهولة إلى JSON والعكس. تتطلب كتابة دوال التحويل يدويًا.

#include <nlohmann/json.hpp>using json = nlohmann::json;

struct Point {    int x, y;};

void to_json(json& j, const Point& p) {    j = json{{"x", p.x}, {"y", p.y}};}

void from_json(const json& j, Point& p) {    j.at("x").get_to(p.x);    j.at("y").get_to(p.y);}

// الاستخدامPoint p1{10, 20};json j = p1;                  // تسلسلPoint p2 = j.get<Point>();    // إلغاء التسلسل

4. Protocol Buffers (protobuf)

مطور من Google. يتطلب وصف الهياكل في ملفات .proto، ثم يتم إنشاء كود C++. يعد بتنسيق ثنائي مضغوط وسرعة عالية.

// ملف person.protosyntax = "proto3";message P